ΠΡΑΚΤΙΚΑ 13 ου ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΟΥ ΣΥΝΕΔΡΙΟΥ

Transcript

1 ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΗ ΕΤΑΙΡΕΙΑ ΓΕΝΕΤΙΚΗΣ ΒΕΛΤΙΩΣΗΣ ΦΥΤΩΝ ΠΡΑΚΤΙΚΑ 13 ου ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΟΥ ΣΥΝΕΔΡΙΟΥ Επιμέλεια Πρακτικών Ι. Ν. Ξυνιάς Πνευματικό Κέντρο Καλαμάτας Οκτωβρίου

2 ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΗ ΕΤΑΙΡΕΙΑ ΓΕΝΕΤΙΚΗΣ ΒΕΛΤΙΩΣΗΣ ΦΥΤΩΝ Πνευματικό Κέντρο Καλαμάτας Οκτωβρίου

3 ΔΙΟΙΚΗΤΙΚΟ ΣΥΜΒΟΥΛΙΟ Ε.Ε.Ε.Γ.Β.Φ. Πρόεδρος: Πηνελόπη Μπεμπέλη Αντιπρόεδρος: Ιωάννης Τοκατλίδης Γραμματέας: Ανδρέας Κατσιώτης Ταμίας: Αναστάσιος Λιθουργίδης Μέλη: Φίλιππος Αραβανόπουλος Κωνσταντίνος Μπλαδενόπουλος Δημήτριος Βλαχοστέργιος ΟΡΓΑΝΩΤΙΚΗ ΕΠΙΤΡΟΠΗ 13 ου ΣΥΝΕΔΡΙΟΥ Πρόεδρος: Ιωάννης Ξυνιάς Αντιπρόεδρος: Βασίλειος Παπασωτηρόπουλος Γραμματέας: Διονυσία Λύρα Ταμίας: Επαμεινώνδας Κάρτσωνας Μέλη: Κωνσταντίνος Σπανός Αναστάσιος Λιθουργίδης Κώστας Δελής Πελαγία Ντισπυράκη Γεώργιος Γεωργιόπουλος Γραμματειακή υποστήριξη: Πελαγία Ντισπυράκη ΧΟΡΗΓΟΙ ΙΕΡΑ ΜΗΤΡΟΠΟΛΗ ΜΕΣΣΗΝΙΑΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΚΑΙ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΚΑΛΑΜΑΤΑΣ ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΟ ΕΠΙΜΕΛΗΤΗΡΙΟ ΕΛΛΑΔΑΣ ΕΘΝΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΑΓΡΟΤΙΚΗΣ ΕΡΕΥΝΑΣ ΝΟΜΑΡΧΙΑΚΗ ΑΥΤΟΔΙΟΙΚΗΣΗ ΜΕΣΣΗΝΙΑΣ ΕΠΙΜΕΛΗΤΗΡΙΟ ΜΕΣΣΗΝΙΑΣ Ε.Α.Σ. ΜΕΣΣΗΝΙΑΣ ΣΥΚΙΚΗ ΣΥΝ. Π.Ε. Ο.Π. AGREXPO S.A. ΑΓΡΟΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΒΙΟΣ A.E. ΑΓΡΟΜΕΣΣ. Α.Ε. AGROVIM S.A. AΔΑΜΟΠΟΥΛΟΣ ΣΠΥΡΟΣ AMERICAN GENETICS INC. ΑΦΟΙ Β. ΑΝΔΡΟΒΙΤΣΑΝΕΑ Ο.Ε. N. ΑΣΤΕΡΙΑΔΗΣ A.E. ΔΡΟΥΓΟΥΤΗΣ ΙΩΑΝΝΗΣ ΑΦΟΙ Θ. ΔΡΟΥΛΙΑ ΚΑΡΑΜΠΑΤΟΥ ΠΑΠΑΔΟΠΟΥΛΟΥ «ΕΥ ΜΕΛΕΙΝ» KOUSKO ΚΩΣΤΕΑΣ ΑΦΟΙ Ι. ΛΑΜΠΟΥ ΟΙΝΟΜΕΣΣΗΝΙΑΚΗ Α.Ε. ΟΙΝΟΠΟΙΗΤΙΚΟΣ ΣΥΝΕΤΑΙΡΙΣΜΟΣ ΜΕΣΣΗΝΙΑΣ «ΝΕΣΤΩΡ» ΟΙΚΟΝΟΜΑΚΟΣ Ο.Ε. ΠΕΤΡΟΠΟΥΛΟΣ ΗΛΙΑΣ ΚΑΙ ΥΙΟΙ Ο.Ε. SCIENTACT Α.Ε. ΣΠΥΡΟΠΟΥΛΟΣ ΒΑΣΙΛΕΙΟΣ «ΚΟΥΤΑΛΑ» Β. ΣΤΕΦΑΝΟΥΡΗΣ Α.Ε. ΣΥΝΤΕΧΝΙΑ ΑΡΤΟΠΟΙΩΝ ΜΕΣΣΗΝΙΑΣ ΤΣΑΒΟΛΑΚΗΣ ΙΩΑΝΝΗΣ ΚΑΙ ΣΙΑ Ε.Ε. «BIOVIN» ΤΣΩΝΗΣ ΙΩΑΝΝΗΣ «ΜΑΜΑ ΜΙΑ» 3

4 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ Σελίδα Προσφώνηση του Προέδρου της Ο. Ε. Καθηγητή Ι. Ν. Ξυνιά 13 ΕΝΟΤΗΤΑ: ΚΛΑΣΙΚΗ ΒΕΛΤΙΩΣΗ ΦΥΤΩΝ H βελτίωση των φυτών στον 21 ο αιώνα: προκλήσεις και προοπτικές. 15 Γ. Σκαράκης Η εκτίμηση του παραγωγικού δυναμικού απουσία ανταγωνισμού αποτελεί 16 προσέγγιση της σταθερότητας με τη δυναμική έννοια. Ι. Παπαδόπουλος και Ι. Τοκατλίδης Αποτελεσματικότητα της κυψελωτής επιλογής για τη δημιουργία ποικιλιών 17 καταλλήλων στην Οργανική Γεωργία. Δ. Βλαχοστέργιος, Α. Λιθουργίδης και Δ. Ρουπακιάς Διερεύνηση κριτηρίων αξιολόγησης F 1 και F 2 γενεάς μαλακού σίτου απουσία 18 ανταγωνισμού. Χ. Γκόγκας και Μ. Κούτσικα-Σωτηρίου Συγκριτική αξιολόγηση παραγωγικού δυναμικού σε υβρίδια καλαμποκιού (Ζea 23 mays L.). Κ. Τζανταρμάς και Μ. Κούτσικα-Σωτηρίου Ανάλυση μέσων όρων γενεών για το μήκος της ίνας σε έξι διασταυρώσεις 30 βαμβακιού (Gossyppium hirsutum L.). Π. Μιχαλακόπουλος, Α. Κατσιώτης, Χ. Γούλας και S. Rangasamy. Αξιοποίηση μερικώς διειδικών σειρών βαμβακιού. 31 Χ. Πάνκου, Α. Μαυρομάτης και Δ. Ρουπακιάς Μελέτη της παραλλακτικότητας γενετικού υλικού ρυζιού (Oryza sativa L.) ως 32 προς τα αγρονομικά γνωρίσματα. Σπ. Κουτρούμπας, Δ. Κατσαντώνης, Δ. Ντάνος, Γ. Ευγενίδης, E. Lupotto, B. Courtois και P. Piffanelli Επίδραση των θρεπτικών στοιχείων στην ανάπτυξη και ριζοβολία υβριδίων 33 σποροφύτων αμπέλου σε συνθήκες μη θερμαινόμενου θερμοκηπίου. Χ. Πασχαλίδης, Π. Ζαμανίδης, Ν. Καραγιαννίδης, Α. Κορίκη, Β. Καββαδίας και Δ. Κοκκαλιάρη Μελέτη του φαινομένου της αυτοσυμβατότητας στο ακτινίδιο (A. deliciosa) με 37 μοντέλο την ποικιλία TSECHELIDIS βάσει αγρονομικών και φυσικοχημικών χαρακτηριστικών. Μ. Σακελλαρίου, Α. Μαυρομάτης, Α. Αποστολόπουλος, Χ. Νάκας και Ι. Αρβανιτογιάννης Αποτίμηση της εφαρμογής βελτιωτικού προγράμματος ενδοπληθυσμιακής 38 επιλογής σε εγχώριους πληθυσμούς λαθουριού «φάβα Σαντορίνης». Μ. Κούτσικα-Σωτηρίου, Ι. Μυλωνάς, Ε. Νίνου, και Αικ. Τράκα-Μαυρωνά Επιλογή εντός παραδοσιακού πληθυσμού φακής απουσία ανταγωνισμού 44 διευκολύνει την αναγνώριση γενοτύπων με ανθεκτικότητα στις ιώσεις. Α. Καργιωτίδου, Ε. Χατζηβασιλείου, Α. Παπαγεωργίου, Γ. Σκαράκης και Ι. Τοκατλίδης Συμβολή της εκτίμησης των γονιδιακών επιδράσεων στην αποτελεσματικότητα 50 της επιλογής στο κολοκύθι Αθ. Λ. Τσιβελίκας και Μ. Κούτσικα-Σωτηρίου 4

5 ΕΝΟΤΗΤΑ: ΜΟΡΙΑΚΗ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΗ ΣΤΗ ΒΕΛΤΙΩΣΗ ΦΥΤΩΝ Μοριακή Βελτίωση φυτών: προκλίσεις και προοπτικές Α. Πολύδωρος Σταθμισμένοι συντελεστές: ανάλυση της διακριτικής ικανότητας συντελεστών ομοιότητας και συγγένειας. Γερ. Συμιλλίδης O ρόλος της λουπεόλης στην οντογένεση των φυματίων των ψυχανθών. Κ. Δελής, Α. Κροκιδά, Δ. Κατσαρού,, Σ. Γεωργίου, L. M. Peña-Rodríguez, Α. Osbourn και Κ. Παπαδοπούλου Μοριακοί μηχανισμοί ελέγχου του μεγέθους των καρπών και ο ρόλος τους στη βελτίωση: τα γονίδια ελέγχου του καρπού της πιπεριάς. Α. Τσάμπαλλα, Κ. Πασέντσης και Α. Τσαυτάρης Αξιολόγηση του THIDIAZURON στην in-vitro παραγωγή πολλαπλασιαστικού υλικού μπανάνας (Musa spp.) της ποικιλίας Grande naine (AAA) και του υβριδίου FHIA-01 (AAAB). Γαρ. Γραμματικάκη, Ε. Χατζηδάκη, M. Δοξαστάκη και Α. Αυγελής Μοριακός και βιοχημικός χαρακτηρισμός γονιδίων που κωδικοποιούν μεταφορείς σακχάρων στο σόργο. Β. Λαμπίρη, Ο. Ι. Παυλή, Ε. Κουρή, Ε. Φλεμετάκης και Γ. Ν. Σκαράκης Επίδραση αβιοτικών καταπονήσεων στην ανθεκτικότητα και τη μεταβολική ομοιόσταση διαγονιδιακών φυτών καπνού που υπερεκφράζουν το γονίδιο GMGSTU4. Χ. Κισσούδης, Ε. Αξαρλή, Ν. Λάμπρου, Π. Μαδέσης, Α. Τσαυτάρης, Ε. Νιάνιου- Ομπεϊντάτ Επίδραση του D γονιδιώματος στην ανδρογενετική ικανότητα του μαλακού σιταριού. Θ. Λαζαρίδου, Χ. Πάνκου, Ι. Ν. Ξυνιάς, Π. Καλτσίκης και Δ. Γ. Ρουπακιάς ΕΝΟΤΗΤΑ: ΑΝΘΕΚΤΙΚΟΤΗΤΑ ΣΕ ΒΙΟΤΙΚΕΣ ΚΑΙ ΑΒΙΟΤΙΚΕΣ ΚΑΤΑΠΟΝΗΣΕΙΣ Επίδραση της αλατότητας και της θερμοκρασίας στη βλαστική ικανότητα και ανάπτυξη του λάπαθου (Rumex acetosa). Α. Λιόπα-Τσακαλίδη, Κ. Δεληγιάννης, Χρ. Χαλβαντζής και Ι. Ν. Ξυνιάς Αντίδραση ποικιλιών σίτου σε διάλυμα χλωριούχου νατρίου (NaCl) και αργίλιου (Al). Χρ. Μήτση και Γ. Συμιλλίδης Προσαρμοστικότητα αυτοφυών πληθυσμών αρωματικών και φαρμακευτικών φυτών τύπου καρβακρόλης, σε συνθήκες εκτατικής καλλιέργειας. Γ. Παναγόπουλος, Β. Κωτούλας, Γ. Οικονόμου, Π. Ταραντίλης, Δ. Καλύβας και Α. Καραμάνος Διερεύνηση της επίδρασης της υδατικής καταπόνησης σε δομικά και λειτουργικά χαρακτηριστικά τριών γονοτύπων σκληρού σίτου. Π. Μπρέστα, Δ. Νικολόπουλος, Π. Βαχαμίδης, Δ. Λύρα, Γ. Οικονόμου, Α. Καραμάνος και Γ. Καραμπουρνιώτης Ανάπτυξη διαγονιδιακής ανθεκτικότητας σε φυτά του είδους N. benthamiana έναντι του ιού BNYVV. Ο. Ι. Παυλή, Γ. Κελαϊδή, Α. Ταμπακάκη και Γ. Ν. Σκαράκης

6 Αξιολόγηση εμπορικών ποικιλιών βαμβακιού ως προς τα χαρακτηριστικά ανάπτυξης και ποιότητας του σπόρου σε συνθήκες υδατικής καταπόνησης. Σ. Κωστούλα, Ι. Α. Χα και Α. Μαυρομάτης Μελέτη της επίδρασης της άρδευσης και των αποστάσεων σποράς στην ποιότητα των σπόρων βαμβακιού. Δ. Ζάχος, Ι. Α. Χα και Α. Μαυρομάτης ΕΝΟΤΗΤΑ: ΑΕΙΦΟΡΙΚΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΚΑΙ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΓΕΝΕΤΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ Οργανική βελτίωση σε χειμερινά σιτηρά. 104 Κ. Μπλαδενόπουλος Συγκριτική αξιολόγηση δυο μεθοδολογιών βελτίωσης με εφαρμογή στο είδος 105 Phaseolus coccineus σε περιβάλλον οργανικής Γεωργίας. Β. Χατζηθεοδώρου, Α. Μαυρομάτης, Ι. Α. Χα, A. Κορκόβελος και Χ. Γούλας Συγκριτική ανάλυση των φυσικοχημικών και οργανοληπτικών ιδιοτήτων 106 ποικιλιών φακής που προέρχονται από οργανικό και συμβατικό περιβάλλον καλλιέργειας. Α. Κατσαβού, Ι. Καραγκούνης, Α. Χά, Ι. Αρβανιτογιάννης, Δ. Βλαχοστέργιος και Α. Μαυρομάτης Οικογεωγραφική και GIS ανάλυση του γένους Avena. 107 Φ. Πάτσιου, Α. Κατσιώτης και N. Maxted Χρησιμοποίηση μορφολογικών χαρακτηριστικών και δημογραφικών 108 παραμέτρων για την αξιολόγηση αυτοφυών ειδών κρόκου των Κυκλάδων και της Κρήτης. Π. Ράλλη, Χ. Δόρδας, Α. Τράκα-Μαυρωνά και Μ. Κούτσικα-Σωτηρίου Μελέτη φυλογενετικών σχέσεων ποικιλιών φακής (lens culinaris medik.) με 115 χρήση μορφολογικών και μοριακών δεικτών τυπου RAPD και SSR. Μ. Bασιλάκου, Δ. Βλαχοστέργιος, Α. Χά, Μ. Α. Σακελλαρίου και Α. Μαυρομάτης Μελέτη συμπεριφοράς εγχωρίων και εμπορικών υποκειμένων στον εμβολιασμό 116 χειμερινών και θερινών ποικιλιών πεπονιού. Ε. Ανθιμίδου, Μ. Κούτσικα-Σωτηρίου και Αικ. Τράκα-Μαυρωνά Η διαρκής γενετική παρακολούθηση συμβάλλει στην προστασία των γενετικών 117 πόρων. Φ. Αραβανόπουλος Δασικά οικοσυστήματα και γενετικοί πόροι σε ένα πολλαπλά μεταβαλλόμενο 118 περιβάλλον: Κίνδυνοι- προκλήσεις-προοπτικές. Π. Γ. Αλιζώτη Συσχέτιση της χωρικής διάταξης των δένδρων σε ένα δάσος με παραμέτρους 119 του αναπαραγωγικού τους συστήματος. Δ. Κασιμιάδης, Α. Χ. Παπαγεωργίου και Σ. Γαλατσίδας Μελέτη φυτρωτικότητας σπόρων πέντε φαινοτύπων του δασικού είδους Sorbus 120 torminalis (L.) Crantz με σκοπό την αναπαραγωγή και την προστασία του. Κ. Α. Σπανός και Δ. Γαϊτάνης Μορφολογικά χαρακτηριστικά και περιεκτικότητα σε γλυκαντικές ουσίες σε γονοτύπους στέβιας. Θ. Λαζαρίδου, Α. Γεωργιάδου και Π. Λόλας 127 6

7 Aποστάσεις μεταφύτευσης και αγρονομικά χαρακτηριστικά μιας νέας καλλιέργειας, της Στεβιας (Stevia rebaudiana). Α. Γεωργιάδου, Θ. Λαζαρίδου, Σ. Σουίπας, Ε. Βαρδαβάκης και Π. Λόλας Συγκαλλιέργεια κτηνοτροφικών κουκιών με βρώμη και σιταρόβριζα. Χ. Δόρδας και Α. Λιθουργίδης Επίδραση της ημερομηνίας σποράς στην απόδοση και τα ποιοτικά γνωρίσματα ποικιλιών ρεβιθιού. Σ. Φωτιάδης και Σπ. Κουτρούμπας Ανάλυση κύκλου ζωής για την αξιολόγηση αειφορικής παραγωγής βιοαιθανόλης από γλυκό σόργο. Χ. Ε. Βλάχος, Ν. Μαριόλης, Ν. Κορρές και Γ. Ν. Σκαράκης Παραγωγή βιοαιθανόλης πρώτης και δεύτερης γενιάς από τον αραβόσιτο: αξιολόγηση εμπορικών υβριδίων και εκτίμηση σχετικών γενετικών παραμέτρων. Ν. Μαριόλης, Χ. Βλάχος, Γ. Ευγενίδης, Χ. Γούλας και Γ. Ν. Σκαράκης ΓΡΑΠΤΕΣ ΑΝΑΚΟΙΝΩΣΕΙΣ (posters) Διερεύνηση της αγρονομικής συμπεριφοράς και της ποιότητας F 2 και γονέων μαλακού σίτου σε δυο συστήματα σποράς. Χ. Γκόγκας και Μ. Κούτσικα-Σωτηρίου Η γενετική πρόοδος με την επιλογή απουσία ανταγωνισμού στο καλαμπόκι ευνοείται από συνθήκες που μειώνουν την πρωτανδρία και αυξάνουν την αυτογονιμοποίηση. Β. Γρεβενιώτης, Β. Φασούλα, Σ. Ζώτης και Ι. Τοκατλίδης Νέες Ελληνικές οινοποιήσιμες ποικιλίες με άρωμα μοσχάτο. Π. Ζαμανίδης, Χ. Πασχαλίδης, Ε. Βαβουλίδου, Γ. Ζακυνθινός και Ι. Ν. Ξυνιάς Συγκριτική αξιολόγηση διαφόρων μειγμάτων υποστρωμάτων στην ανάπτυξη και ριζοβολία υβριδίων και σποροφύτων αμπέλου. Χ. Πασχαλίδης, Π. Ζαμανίδης, Κ. Αγγελόπουλος, Β. Καββαδία, Ν. Καραγιαννίδης, Α. Κορύκη, Α. Κοστρίβα και Ι. Ξενάκης. Αμπελογραφική περιγραφή νέων λευκών οινοποιήσιμων ποικιλιών του Ινστιτούτου Αμπέλου. Π. Ζαμανίδης, Χ. Πασχαλίδης, Ε. Βαβουλίδου και Ι. Ν. Ξυνιάς Συγκριτκή αξιολόγηση νέων οινοποιήσιμων ποικιλιών με έγχρωμη σάρκα και γλεύκος. Π. Ζαμανίδης, Χ. Πασχαλίδης, Κ. Αγγελόπουλος, Α. Κανάκης και Σ. Βασιλειάδης Αξιολόγηση νέων ερυθρών ποικιλιών αμπέλου για παραγωγή κρασιού ανωτέρας ποιότητας. Π. Ζαμανίδης, Χ. Πασχαλίδης και Σ. Βασιλειάδης Η επίδραση του προσανατολισμού των πειραματικών τεμαχίων στο διατεμαχικό ανταγωνισμό. Α. Κατσιλέρος, Γ. Συμιλλίδης και Γ. Ν. Σκαράκης Ανάλυση μέσων όρων γενεών για το ύψος του φυτού σε έξι διασταυρώσεις βαμβακιού (Gossyppium hirsutum L.). Π. Μιχαλακόπουλος, Α. Κατσιώτης, Χ. Γούλας και S. Rangasamy

8 Γενεαλογική μέθοδος δημιουργίας ανασυνδυασμένων σειρών με βάση το «κριτήριο χρησιμότητας». Η. Αυδίκος, Μ. Κούτσικα-Σωτηρίου και Αικ. Τράκα-Μαυρωνά Αξιολόγηση διαφορετικών πυκνοτήτων φύτευσης και μεγέθους κορμών στην παραγωγικότητα του καλλιεργούμενου κρόκου. Π. Ράλλη, Γ. Τσίρος, Ν. Αργυρόπουλος, Γ. Νέστορας και Χ. Δόρδας Αξιολόγηση τεχνικοοικονομικών παραμέτρων ρίγανης προς επιλογή υπερτέρων γενοτύπων. Θ. Πλακόπουλος, Α. Μαρουφίδου, Α. Παμπόρης, Μ. Μασλή, Μ. Νέτου- Αβαντόγλου, Β. Λιανοπούλου, Θ. Γάτσης, Α. Φιλοθέου, Γ. Μεντίζης, Ι. Μυλωνάς και Ε. Πάνου-Φιλοθέου Επιλογή για απόδοση και η σχέση της με τον αριθμό καρπών και την πρωιμότητα στην πιπεριά «Φλωρίνης». Ι. Παπαδόπουλος, Β. Γρεβενιώτης και Ι. Τοκατλίδης Νέες εκλεκτές επιλογές βερικοκιάς, δημιουργίες του προγράμματος Γενετικής Βελτίωσης του Ι.Φ.Δ.-ΕΘ.Ι.ΑΓ.Ε. Ε. Καραγιάννη-Σγουρού και Κ. Καζαντζής Μελέτη φυλογενετικών σχέσεων μεταξύ της εγχώριας ποικιλίας «φάβα Σαντορίνης» και είδη του γένους Lathyrus sp. Ι. Μυλωνάς, Ε. Νίνου, Μ. Κούτσικα-Σωτηρίου και Α. Τράκα-Μαυρωνά Επίδραση υψηλών συγκεντρώσεων Zn και Cu στην απορρόφηση και κατανομή τους σε διαγονιδιακά φυτά καπνού που υπερεκφράζουν το γονίδιο GMGSTU4. Ευ. Ευθυμιάδης, Χ. Κισσούδης και Ε. Νιάνιου-Ομπεϊντάτ Μελέτη της γενετικής παραλλακτικότητας της συλλογής του Ινστιτούτου Φυλλοβόλων Δένδρων των ποικιλιών Ιαπωνικής και Ευρωπαϊκής δαμασκηνιάς (Prunus salinica- Prunus domestica) με μοριακούς δείκτες. Ι. Αθανασιάδης, Α. Λίνος, Π. Δρογούδη, Σ. Πανταζής και Μ. Χατζηδημητρίου Μελέτη της ενδοποικιλιακής γενετικής παραλλακτικότητας των Ελληνικών ποικιλιών ελιάς Καλαμών και Κορωνέικη με τη χρήση μοριακών δεικτών. Ε. Δεσποτάκη, Μ. Πιτσιούνη, Ι. Μετζιδάκης, Α. Λίνος και Μ. Χατζηδημητρίου Γενετική μελέτη παραδοσιακών πληθυσμών σιταριού και ανάλυση φυλογενετικών σχέσεων με χρήση αγρονομικών και μοριακών μεθόδων. Ε. Μαντά, Κ. Κουτής, Β. Σβιντρίδου, Α. Πανάγου και Α. Μαυρομάτης Μεταβολική ανάλυση διαγονιδιακών φυτών καπνού που υπερεκφράζουν το γονίδιο GMGSTU4, αναπτυσσόμενα υπό την επίδραση του ζιζανιοκτόνου Alachlor. Χ. Κισσούδης, Χ. Καλλονιάτη, Ε. Φλεμετάκης, Ν. Λάμπρου, Π. Μαδέσης, Α. Τσαυτάρης και Ε. Νιάνιου- Ομπεϊντάτ Δομές απλοτύπων χλωροπλαστικού DNA σε ένα παγετώδες καταφύγιο: η οξιά (Fagus sylvatica) στο όρος Παγγαίο. Α. Χ. Παπαγεωργίου, Ι. Τσιριπίδης, Θ. Μουρατίδης, Ν.-Γ. Ηλιάδης και R. Finkeldey Επίδραση του θρεπτικού υποστρώματος στη δημιουργία διαπλοειδών φυτών με τη μέθοδο του καλαμποκιού στο μαλακό σιτάρι. Αντ. Κούφαλης, Ι. Ν. Ξυνιάς, Ε. Γουλή Βαβδινούδη και Δ. Γ. Ρουπακιάς Αποτίμηση της εφαρμογής βελτιωτικού προγράμματος ενδοπληθυσμιακής επιλογής σε εγχώριους πληθυσμούς μικρόκαρπης τομάτας «τοματάκι

9 Σαντορίνης». Αικ. Τράκα, Ε. Δρόσου, Χ. Αλεξανδρής, Η. Αυδίκος και Μ. Κούτσικα- Σωτηρίου Αξιολόγηση γενετικού υλικού ρυζιού ως προς την ανθεκτικότητα στο έντομο Sesamia nonagrioides. Δ. Κατσαντώνης, Σπ. Κουτρούμπας, Δ. Ντάνος, Γ. Ευγενίδης, E. Lupotto και P. Piffanelli Επίδραση της υδατικής καταπόνησης στην έκφραση γονιδίων και στο μεταβολικό προφίλ ποικιλιών σόργου. Ο. Ι. Παυλή, Β. Λαμπίρη, Χ. Ε. Βλάχος, Χ. Καλλονιάτη, Ε. Φλεμετάκης και Γ. Ν. Σκαράκης Επίδραση της πυκνότητας σποράς στην αξιολόγηση και επιλογή ποικιλιών φακής για ανθεκτικότητα στη φουζαρίωση. Δ. Βλαχοστέργιος, Α. Ρούμπου και Δ. Ρουπακιάς Επίδραση της ενυδάτωσης στη φυτρωτική ικανότητα των σπερμάτων του σόργου (Sorghum bicolor). Χρ. Δαμαλάς Αλληλεπίδραση γενοτύπου και άρδευσης στην αύξηση και ανάπτυξη μερικών διειδικών σειρών βαμβακιού. Β. Γρεβενιώτης, Α. Σαρόπουλος, Κ. Καραμανώλη, Ε.-Ι. A. Κωνσταντινίδου, Α. Λιθουργίδης και Δ. Ρουπακιάς Η επίδραση της μυκόριζας στην απόδοση και το υδατικό δυναμικό φυτών γλυκού σόργου (Sorghum bicolor, var. Keller). Ι. Χ. Σπηλιόπουλος και Κ. Αγγελόπουλος Επίδραση της αλατότητας και της θερμοκρασίας στη βλαστική ικανότητα και ανάπτυξη του μυρωνιού (Scandix pecten-veneris). Α. Λιόπα-Τσακαλίδη, Π. Μπαρούχας, Α. Κουλόπουλος, Σ. Ραμαδάνη και Ι. Ν. Ξυνιάς Μελέτη της ανθεκτικότητας εγχωρίων ποικιλιών πεπονιού στη φουζαρίωση inplanta. Ε. Ανθιμίδου, Α. Λ. Τσιβελίκας, Μ. Κούτσικα-Σωτηρίου, Αικ. Τράκα- Μαυρωνά και Γ. Καραογλανίδης Συγκριτική μελέτη εγχωρίων και εισαγόμενων εμπορικών ποικιλιών και υβριδίων μελιτζάνας με χρήση γενετικών, μορφολογικών και βιοχημικών δεικτών. Β. Παπασωτηρόπουλος, Ε. Χατζηευστρατίου, Α. Παπασάββας, Γ. Καπότης, Γ. Σαλάχας και Φ. Μπλέτσος Ανάλυση ποιοτικών χαρακτηριστικών σπόρου βαμβακιού σε σχέση με την ηλικία και τις καλλιεργητικές μεταχειρίσεις σποράς και άρδευσης. Στ. Κωστούλα, Α.Π. Πατητή, Ι. Α. Χα και Α. Μαυρομάτης Αξιολόγηση γενετικού υλικού ρυζιού ως προς την ανθεκτικότητα στην αλατότητα. Δ. Κατσαντώνης, Σπ. Κουτρούμπας, Δ. Ντάνος, Γ. Ευγενίδης, E. Lupotto, N. Ahmadi και P. Piffanelli Διατήρηση και αξιολόγηση αυτοχθόνων οινοποιήσιμων ποικιλιών της Πάρου και Αντιπάρου με δημιουργία πιλοτικού αμπελώνα. Γ. Γραμματικάκη και Α. Αυγελής Μορφολογικά και ποιοτικά χαρακτηριστικά της ρίγανης κατά την υψομετρική διαβάθμιση του όρους Όρθυς

10 Ε. Λενέτη, Γ. Μάνος, Π. Υφαντή, Κ. Ζήσης και Ε. Ξύστρας Πλεονεκτήματα συγκαλλιέργειας σε μίγματα κτηνοτροφικού μπιζελιού με χειμερινά σιτηρά. Α. Λιθουργίδης, Δ. Βλαχοστέργιος, Χ. Δόρδας και Χ. Δαμαλάς Ολοκληρωμένη διαχείριση φυτοπαρασίτων στη βιομηχανική τομάτα. Χ. Λιθουργίδης, Ι. Καλαμαρτζής και Α. Λιθουργίδης Επίδραση της σταυρεπικονίασης στην καρποφορία των ποικιλιών ελιάς Κορωνέικη και Καλαμών. Γ. Κουμπούρης, Ι. Μετζιδάκης, Α. Ντούλης και Μ. Βασιλακάκης Αποτελεσματικότητα της σταυρεπικονίασης για περιορισμό της σχινοκαρπίας των ποικιλιών ελιάς Καλαμών και Αμυγδαλολιάς. Γ. Κουμπούρης, Ι. Μετζιδάκης, Α. Ντούλης και Μ. Βασιλακάκης Οργανική βελτίωση F 2 γενεάς διασταυρώσεων εγχωρίων ποικιλιών μαλακού σιταριού με εμπορική ποικιλία. Ι. Σιστάνης και Μ. Κούτσικα-Σωτηρίου Εκτίμηση της αποδοτικότητας ποικιλιών και τοπικών πληθυσμών σκληρού σιταριού σε συνθήκες διαβαθμισμένης υδατικής καταπόνησης και σε συνθήκες αγρού. Π. Βαχαμίδης, Σ. Κοτζαμανίδης, Γ. Οικονόμου και Α. Καραμάνος Προβελτιωτική αξιολόγηση ως υλικού εκκίνησης του εγχωρίου πληθυσμού άσπρης μελιτζάνας Σαντορίνης. Φ. Α. Μπλέτσος Γενετική σύσταση των πληθυσμών οξιάς (Fagus sylvatica) στα δάση του Ν. Έβρου. Α. Μανώλης, Α. Βιδάλη, Α. Κατσιώτης, R. Finkeldey και Α. Χ. Παπαγεωργίου Χρήση κλασικής μορφομετρίας και γεωγραφικών σημείων. Σ. Χατζησκάκης, Ε. Μυρωνίδου, Ζ. Άμπας, Κ. Κοράκης και Α. Χ. Παπαγεωργίου Αξιολόγηση εγχωρίων πληθυσμών κουκιού (Vicia faba L.) ως προς την απόδοση και τις συνιστώσες της. Π. Παπαστυλιανού, Π. Ι. Τερζόπουλος και Π. Μπεμπέλη Μελέτη της αγρονομικής συμπεριφοράς εμπορικών ποικιλιών σκληρού σίτου (Triticum turgidum L.). Μ. Τσαμπάζη, Σ. Ταταροπούλου, Α. Λ. Τσιβελίκας, Ε. Νίνου, Ι. Γ. Μυλωνάς και Π. Ράλλη Διαφοροποίηση και συγκριτική μορφολογική μελέτη ποικιλιών καπνού (Nicotiana tabacum L.). Π. Ράλλη, Α. Λ. Τσιβελίκας, Ε. Νίνου, Ι. Γ. Μυλωνάς και Γ. Παλάτος Αξιολόγηση του παραγωγικού δυναμικού τοπικών ποικιλιών σίτου. Κ. Αβραμίδης, Β. Ζαχαριάν, Γ. Σ. Λάμπουρας, Ι. Γ. Μυλωνάς, Ε. Νίνου, Α. Λ. Τσιβελίκας και Π. Ράλλη Η τεχνική των διασταυρώσεων στη μηλιά (Malus x domestica). Α. Λ. Τσιβελίκας και Μ. Κούτσικα-Σωτηρίου Η ανθεκτικότητα υποκειμένων των εσπεριδοειδών στη χλώρωση σιδήρου με βάση τις μεταβολές σε φυσιολογικές και βιοχημικές παραμέτρους. Β. Χουλιάρας, Ι. Θεριός, Αθ. Κορκόβελος, Αικ. Κουτσουβέλη, Β. Λεβέντης, Δ. Χριστοδουλόπουλος, Στ. Μέντη και Θ. Κορέτση

11 Επίδραση του εμβολιασμού με αζωτοβακτήρια και της ημερομηνίας σποράς 356 στην αύξηση και ανάπτυξη των λούπινων. Αν. Χατζηχαραλάμπου και Σπ. Κουτρούμπας Διερεύνηση της δράσης των υπεροξειδασών και της μεταβολής της λιγνίνης 362 κατά τη διάρκεια της ριζοβολίας μοσχευμάτων φωτίνιας στα συστήματα υδρονέφωσης, ομίχλης και αεροπονίας. Ο. Κασμερίδου, Σ. Χατζηλαζάρου, Γ. Παντελίδης, Σ. Κώστας και Α. Οικονόμου Μικροπολλαπλασιασμός της λεπτοκαρυάς (Corylus avellana L.). 363 Χ. Γουγουτσά και Ε. Μπάρμπας Γενετική ποικιλότητα σε άγρια εδώδιμα της ανατολικής Κρήτης και η 370 συμμετοχή τους στο σημερινό διαιτολόγιο των κατοίκων της περιοχής. Α. Ψαρουδάκη, Α. Κατσιώτης, Θ. Κωνσταντινίδης, Π. Δημητροπουλάκης και Γ. Σκαράκης Ευρετήριο συγγραφέων

12 Ξενάγηση στον αρχαιολογικό χώρο της Αρχαίας Μεσσήνης από τον καθηγητή κ. Θέμελη Αναμνηστική φωτογραφία των συνέδρων του 13 ου Συνεδρίου της ΕΕΕΓΒΦ στο Ωδείο της Αρχαίας Μεσσήνης. 12

13 Προσφώνηση του Προέδρου της Οργανωτικής Επιτροπής του Συνεδρίου Ι. Ν. Ξυνιά Καθηγητή, Τμήμα Φυτικής Παραγωγής, Σχολή Τεχνολογίας Γεωπονίας, ΤΕΙ Καλαμάτας Αξιότιμοι: Εκπρόσωποι των κ. κ. Νομάρχη Μεσσηνίας, του Δημάρχου Καλαμάτας και του Μητροπολίτη Μεσσηνίας Κύριε Πρόεδρε του ΤΕΙ Καλαμάτας, Κύριοι Πρόεδροι Συνεταιριστικών Οργανώσεων, Κυρία Πρόεδρος της Ε.Ε.Ε.Γ.Β.Φ., Αγαπητοί Συνάδελφοι, Κυρίες και Κύριοι, Είναι μεγάλη τιμή για μια πόλη να συγκεντρώνει, έστω και για ένα μικρό διάστημα, του καλύτερους επιστήμονες ενός πεδίου έρευνας και να μπορεί να διοργανώνει επιστημονικά Συνέδρια υψηλού επιπέδου. Φέτος και παρά τους δίσεκτους καιρούς, η πόλη της Καλαμάτας ανέλαβε να διοργανώσει το 13 ο Πανελλήνιο Επιστημονικό Συνέδριο της Ελληνικής Επιστημονικής Εταιρείας Γενετικής Βελτίωσης Φυτών με τίτλο "Γενετική διάβρωση: προκλήσεις και προοπτικές", θέμα πολύ επίκαιρο αν σκεφτεί κανείς το φυτικό πλούτο της χώρας μας που δυστυχώς χάνεται. Στα πλαίσια λοιπόν του 13 ου Συνεδρίου της ΕΕΕΓΒΦ, θα προσπαθήσουμε να ανταλλάξουμε απόψεις για την αντιμετώπιση του προβλήματος αυτού και να παρουσιάσει ο καθένας από μας την ερευνητική του άποψη. Ελπίζουμε κατά τη διάρκεια του συνεδρίου αυτού να γνωρίσουμε και λίγα πράγματα για την όμορφη πόλη που μας φιλοξενεί. Ευχαριστούμε θερμά τα μέλη της Οργανωτικής και τα μέλη της Επιστημονικής Επιτροπής, για τη φροντίδα και την συνέπεια με την οποία διεκπεραίωσαν τις αναληφθείσες εργασίες. Ιδιαίτερες ευχαριστίες εκφράζουμε στους Χορηγούς η οικονομική ενίσχυση των οποίων συνέβαλε στην αρτιότερη οργάνωση του Συνεδρίου. Ο Πρόεδρος της Ο. Ε. του 13 ου Συνεδρίου της ΕΕΕΓΒΦ Ιωάννης Ν. Ξυνιάς M. Sc. Ph. D. Καθηγητής 13

14 Α. ΠΡΟΦΟΡΙΚΕΣ ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΕΙΣ 14

15 H ΒΕΛΤΙΩΣΗ ΤΩΝ ΦΥΤΩΝ ΣΤΟΝ 21 Ο ΑΙΩΝΑ: ΠΡΟΚΛΗΣΕΙΣ ΚΑΙ ΠΡΟΟΠΤΙΚΕΣ Γ.Ν. Σκαράκης Τμήμα Επιστήμης Φυτικής Παραγωγής, Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Αθηνών Η ανάγκη ανάπτυξης του γεωργικού τομέα δεν έχει υπάρξει ποτέ στο παρελθόν τόσο επιτακτική όσο στις αρχές του 21ου αιώνα. Με την αναμενόμενη αύξηση του πληθυσμού και την ταυτόχρονη οικονομική ανάπτυξη, την εμφανή μεταβολή του κλίματος, τη ραγδαία περιβαλλοντική υποβάθμιση και την δραστική μείωση των μη-ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, η Βελτίωση των Φυτών αποκτά ιδιαίτερη σπουδαιότητα και καλείται να επαναλάβει και να υπερβεί τα σημαντικά επιτεύγματα της Πράσινης Επανάστασης, που συνετέλεσαν τα μέγιστα στην παγκόσμια αύξηση της φυτικής παραγωγής κατά την τελευταία πεντηκονταετία. Οι κύριοι στόχοι τους οποίους πρέπει να επιτύχει αφορούν α) στη ποσοτική και ποιοτική μεγιστοποίηση της παραγωγής, χωρίς αύξηση της καλλιεργούμενης γης και με σεβασμό στα πρότυπα αειφορικής και φιλικής προς το περιβάλλον ανάπτυξης, β) στη διατήρηση της αυξημένης αυτής παραγωγής, παρά τις προς το δυσμενέστερο κλιματικές αλλαγές και την πιθανή αύξηση των βιοτικών καταπονήσεων από νέους εχθρούς και ασθένειες, γ) στην ικανοποίηση των καταναλωτικών αναγκών για τρόφιμα αναβαθμισμένης θρεπτικής αξίας και δ) στην λελογισμένη παραγωγή προϊόντων μη-διατροφικής χρήσης στα πλαίσια της βιο-οικονομίας, δηλαδή της οικονομίας που βασίζει την ενεργειακή και βιομηχανική της ανάπτυξη σε πρώτες ύλες που προέρχονται από βιολογικούς και επομένως ανανεώσιμους πόρους. Από την μέχρι τώρα εμπειρία, είναι σαφές ότι η κάλυψη των παραπάνω επίκαιρων αναγκών θα εξακολουθήσει να βασίζεται στο εγγύς μέλλον κυρίως στην κλασσική βελτιωτική διαδικασία. Η σχετικά πρόσφατη όμως ενσωμάτωση της βιοτεχνολογίας, της γονιδιωματικής έρευνας και της αξιοποίησης των μοριακών δεικτών, καθώς και οι γρήγορα εξελισσόμενες τεχνολογίες γονοτύπησης και φαινοτύπησης μεγάλης κλίμακας, έχουν θέσει τις βάσεις της Μοριακής Βελτίωσης που, παρά τα μέχρι σήμερα μικρά σε σχέση με την επένδυση και τις προσδοκίες αποτελέσματα, αναμένεται να αποτελέσει μεσομακροπρόθεσμα πολύτιμο σύμμαχο της κλασικής βελτίωσης των φυτών για την επίτευξη των παραπάνω στόχων. Μεταξύ των κύριων παραγόντων για την γενικευμένη και αποτελεσματική αξιοποίηση των συναρπαστικών πράγματι δυνατοτήτων της μοριακής βελτίωσης, αποφασιστικό ρόλο θα διαδραματίσει το κόστος ανάπτυξης/υιοθέτησής της τοπικά, το καίριο θέμα των πατεντών, η επιτυχής διεπιστημονική εκπαίδευση στη γενετική βελτίωση φυτών και τη μοριακή βιολογία, η ισορροπημένη κατανομή των επενδύσεων των βελτιωτικών προγραμμάτων μεταξύ συμβατικών και γονιδιωματικών προσεγγίσεων, η αποδοχή των προϊόντων της γενετικής μηχανικής και το μέγεθος της αγοράς-στόχου των βελτιωμένων ποικιλιών. Η δυνατότητα των μικρών και ανεξάρτητων βελτιωτικών προγραμμάτων να εκμεταλλευτούν τις εξελίξεις στις νέες τεχνολογίες, καθώς και η σκοπιμότητα προώθησης της ανάπτυξης μεγάλων αντίστοιχων δημόσιων ερευνητικών-εφαρμοσμένων προγραμμάτων, αποτελεί αντικείμενο έντονου προβληματισμού διεθνώς. Με κύρια ευθύνη της Πολιτείας, ο αντίστοιχος προβληματισμός και οι απαραίτητες δράσεις δυστυχώς απουσιάζουν στη χώρα μας. Ας ελπίσουμε προσωρινά 15

16 Η ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΤΟΥ ΠΑΡΑΓΩΓΙΚΟΥ ΔΥΝΑΜΙΚΟΥ ΑΠΟΥΣΙΑ ΑΝΤΑΓΩΝΙΣΜΟΥ ΑΠΟΤΕΛΕΙ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΗ ΤΗΣ ΣΤΑΘΕΡΟΤΗΤΑΣ ΜΕ ΤΗ ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΤΗΣ ΕΝΝΟΙΑ Ι. Παπαδόπουλος 1 και Ι. Τοκατλίδης 2 1 Τμήμα Φυτικής, Παραγωγής ΤΕΙ Δ. Μακεδονίας, Φλώρινα 2 Τμήμα Αγροτικής Ανάπτυξης, Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης, Ορεστιάδα Οι συνήθως εφαρμοζόμενες τεχνικές αξιολόγησης ποικιλιών απαιτούν εκτεταμένο πειραματισμό και η αξιολόγηση σε συγκεκριμένη πυκνότητα ανταγωνισμού ενέχει τον κίνδυνο μη αντικειμενικής αξιολόγησης λόγω της αλληλεπίδρασης γενοτύπου πυκνότητας. Για το λόγο αυτό η δυνατότητα πρόβλεψης της συμπεριφοράς διαφορετικών γενοτύπων στις συνθήκες της γεωργικής πρακτικής από σχετικά μικρό αριθμό πειραματικών δεδομένων στις συγκρίσιμες συνθήκες που εξασφαλίζει η απουσία ανταγωνισμού είναι ιδιαίτερης σημασίας για τους βελτιωτές. Στόχος ήταν η αξιολόγηση της αγρονομικής αξίας της καινοτόμου εξίσωσης προσέγγισης του σχετικού παραγωγικού δυναμικού σε συνθήκες απουσίας ανταγωνισμού (CYP), να προβλέπει το παραγωγική ικανότητα και τη σταθερότητα σε συνθήκες γεωργικής πυκνότητας. Το CYP εκτιμήθηκε για 21 γενοτύπους αναρριχώμενου φασολιού (Phaseolus vulgaris L.) που αξιολογήθηκαν σε κυψελωτή διάταξη R-21 στην πυκνότητα 1,15 φυτά/m 2, ταυτόχρονα στο ύπαιθρο και σε θερμοκήπιο θεωρώντας ότι προσομοιάζονται συνθήκες τυπικές για την καλλιέργεια και καταπόνησης από υψηλές θερμοκρασίες, αντίστοιχα. Επίσης υπολογίστηκαν διάφορες παραμετρικές και μη παραμετρικές προσεγγίσεις της σταθερότητας από την αξιολόγηση των 21 γενοτύπων σε πέντε περιβάλλοντα πυκνής σποράς (δύο θερμοκηπίου και τρία υπαίθρου) στην συνήθως εφαρμοζόμενη πυκνότητα 4,8 φυτά/m 2. Τα αποτελέσματα ήταν ενδεικτικά ότι το CYP αποτελεί χρήσιμο εργαλείο συγκριτικής αξιολόγησης ποικιλιών και επιλογής. Οι καλύτεροι γενότυποι με κριτήριο το CYP ήταν επίσης κορυφαίοι με βάση τα κριτήρια σταθερότητας, superiority measure ( P i ), stratified ranking procedure (T/M/L), rank-sum index ( I i ) και GGE biplot. Βρέθηκε το CYP να αποτελεί προσέγγιση της σταθερότητας με τη δυναμική και όχι τη στατική της σημασία, ευνοώντας γενοτύπους που είναι προσαρμόσιμοι σε ευνοϊκά περιβάλλοντα. Το CYP μοντέλο φαίνεται να ικανοποιεί τις προκλήσεις από τις συντελούμενες κλιματικές αλλαγές, αναφορικά με τη δημιουργία νέων και την αξιολόγηση παλιότερων ποικιλιών. Εντούτοις η ισχύς και αξιοπιστία του CYP μοντέλου τόσο στο φασόλι όσο και σε άλλες καλλιέργειες χρήζει παραπέρα έρευνας. Οι συσχετίσεις ανάμεσα στο σύνολο των στατιστικών προσεγγίσεων σταθερότητας σε πυκνή σπορά ήταν σύμφωνες με αυτές που αναφέρονται στη βιβλιογραφία. 16

17 ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΙΚΟΤΗΤΑ ΤΗΣ ΚΥΨΕΛΩΤΗΣ ΕΠΙΛΟΓΗΣ ΓΙΑ ΤΗ ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΠΟΙΚΙΛΙΩΝ ΚΑΤΑΛΛΗΛΩΝ ΣΤΗΝ ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΓΕΩΡΓΙΑ Δ. Βλαχοστέργιος 1, Α. Λιθουργίδης 2 και Δ. Ρουπακιάς 3 1 ΕΘΙΑΓΕ, Ινστιτούτο Κτηνοτροφικών Φυτών & Βοσκών, Λάρισα 2 Αγρόκτημα Αριστοτέλειου Πανεπιστήμιου Θεσσαλονίκης, Θέρμη 3 Εργαστήριο Γενετικής Βελτίωσης Φυτών, Γεωπονική Σχολή Α.Π.Θ Θεσ/νίκη Σκοπός της εργασίας ήταν να εκτιμηθεί η αποτελεσματικότητα της κυψελωτής επιλογής για τη δημιουργία ποικιλιών κατάλληλων στην οργανική γεωργία. Η φακή χρησιμοποιήθηκε ως φυτό μοντέλο. Σε κυψελωτό σχέδιο R-21 καλλιεργήθηκαν είκοσι ποικιλίες φακής και ισόποσο μίγμα τους, σε δυο πυκνότητες σποράς (3,2 φυτά/τ.μ. και 12,8 φυτά/τ.μ.), σε τέσσερα περιβάλλοντα (τοποθεσία/έτος) και οργανικό σύστημα καλλιέργειας. Σε κάθε περιβάλλον και πυκνότητα σποράς επιλέχθηκαν τα 50 υψηλοαποδοτικότερα φυτά, με το PVYP (παραγωγικό δυναμικό ατομικών φυτών) κριτήριο επιλογής, καθώς και του κινητού δακτυλίου (MRV). Παράλληλα, σε κάθε περιβάλλον οι παραπάνω ποικιλίες αξιολογήθηκαν σε συνθήκες γεωργού και η σειρά κατάταξης που προέκυψε από συνδυασμένη διαπεριβαλλοντική (across-environment) ανάλυση θεωρήθηκε ότι αντιπροσωπεύει την «πραγματική» τους αξία σε συνθήκες γεωργού. Ως Αποτελεσματική Επιλογή (ΑΕ) ορίστηκε ο αριθμός των ατομικών φυτών που προέρχονταν από τις 5 «πραγματικά» καλύτερες ποικιλίες εντός των 50 επιλεχθέντων ατομικών φυτών ενώ, η Μη-Αποτελεσματική Επιλογή (ΜΑΕ) υπολογίστηκε από τον αριθμό των ατομικών φυτών που προέρχονταν από τις 5 χαμηλοαποδοτικότερες ποικιλίες εντός των 50 επιλεχθέντων φυτών. Στην χαμηλή πυκνότητα σποράς η ΑΕ κυμάνθηκε από 34% έως 74% στα διάφορα περιβάλλοντα ενώ, η ΜΑΕ από 0% έως 12%. Στην μεγαλύτερη πυκνότητα σποράς η ΑΕ κυμάνθηκε από 18% έως 84%, ενώ η ΜΑΕ κυμάνθηκε από 0% έως 16%. Παρατηρήθηκε ότι όταν η επιλογή εφαρμόστηκε σε δυο περιβάλλοντα εντός της ίδιας καλλιεργητικής περιόδου, όλες οι «πραγματικά» υπέρτερες ποικιλίες αντιπροσωπεύονταν με τουλάχιστον ένα φυτό ανάμεσα στα επιλεχθέντα φυτά. Από τα κριτήρια επιλογής που δοκιμάστηκαν φάνηκε ότι το κριτήριο επιλογής του παραγωγικού δυναμικού ατομικών φυτών (PCYP) υπερτερεί ελαφρά σε σχέση με το κριτήριο του κινητού δακτυλίου (MRV). Συμπεραίνεται ότι η επιλογή ατομικών φυτών με την κυψελωτή μεθοδολογία μπορεί να εφαρμοστεί σε προγράμματα δημιουργίας ποικιλιών κατάλληλων για την οργανική γεωργία με αξιόλογη αποτελεσματικότητα. 17

18 ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗ ΚΡΙΤΗΡΙΩΝ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ F 1 ΚΑΙ F 2 ΓΕΝΕΑΣ ΜΑΛΑΚΟΥ ΣΙΤΟΥ ΑΠΟΥΣΙΑ ΑΝΤΑΓΩΝΙΣΜΟΥ Χ. Γκόγκας, Μ. Κούτσικα Σωτηρίου Εργαστήριο Γενετικής και Βελτίωσης των Φυτών, Γεωπονική Σχολή Α.Π.Θ Θεσσαλονίκη Περίληψη Η επιλογή ελπιδοφόρων διασταυρώσεων από τις πρώτες γενεές αποτελεί βασικό βήμα στην βελτίωση του μαλακού σίτου. Στην παρούσα εργασία διερευνώνται κριτήρια αξιόπιστης αντιστοίχισης των F 1 και F 2 που προήλθαν από τις διασταυρώσεις έξι ποικιλιών μαλακού σίτου του Ινστιτούτου Σιτηρών Θεσσαλονίκης. Την καλλιεργητική περίοδο εγκαταστάθηκε κυψελωτό σχέδιο R-16 αποτελούμενο από 10 F 1 και τις έξι ποικιλίεςγονείς από τις οποίες προήλθαν. Τα κριτήρια επιλογής που εφαρμόστηκαν ήταν η υπεροχή/υστέρηση: α)σε σχέση με τον καλύτερο γονέα, β) σε σχέση με τον μέσο όρο των δύο γονέων, γ) σε σχέση με το μέσο όρο των γονέων-μαρτύρων και δ) σε σχέση με τον δείκτη παραγωγικού δυναμικού. Βάσει της κατάταξης -αξιολόγησης επιλέχθηκαν τέσσερις F 1, οι δύο με τις μεγαλύτερες τιμές στα κριτήρια, μια ενδιάμεση και η χειρότερη. Την καλλιεργητική περίοδο οι τέσσερις F 2 που επιλέχθηκαν και οι τέσσερις γονείς από τους οποίους προήλθαν εγκαταστάθηκαν σε κυψελωτό σχέδιο R-16. Οι F 2 αξιολογήθηκαν αντιστοίχως με τα ίδια κριτήρια που εφαρμόστηκαν στην F 1 γενεά. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι ο διαχωρισμός υψηλοαποδοτικών/χαμηλοαποδοτικών διασταυρώσεων επιτυγχάνεται αποτελεσμα-τικότερα με τον συνδυασμό όλων των κριτηρίων. Ιδιαίτερη αξιοπιστία παρουσιάζει η αξιολόγηση σε σχέση με το δίκτυο των μαρτύρων που δείχνει ότι η ετέρωση και η ετεροβελτίωση αποτελούν επικουρικά κριτήρια επιλογής. Εισαγωγή Στην βελτίωση του μαλακού σίτου οι πρώτες γενεές αποτελούν τις σημαντικότερες γενεές για την επισήμανση ελπιδοφόρων διασταυρώσεων. Σύμφωνα με τον Valentine (1979) προκειμένου να μεγιστοποιηθεί η απόδοση, δεν πρέπει να χαθεί η ευκαιρία επιλογής από τις πρώτες γενεές. Διάφορα κριτήρια επιλογής έχουν προταθεί για την αξιολόγηση των πρώτων γενεών. Ο Nass (1979) προτείνει την ετέρωση στην F 1 γενεά, ο Fasoulas (1988) προτείνει την αξιολόγηση των F 1 και F 2 απουσία ανταγωνισμού ως αξιόπιστο κριτήριο, οι Roupakias et al (1997) προτείνουν τον μικρό ομοζυγωτικό εκφυλισμό στην F 2 γενεά, οι Kotzamanidis et al (2008) προτείνουν τον μέσο όρο των F 1 και F 2 και τέλος οι Singh et al (2004) χρησιμοποιούν την ετέρωση και την ετεροβελτίωση για την αναγνώριση υποσχόμενων γενοτύπων. Σκοπός της παρούσας εργασίας ήταν η εφαρμογή και διερεύνηση συνόλου κριτηρίων αξιολόγησης F 1 και F 2 σε διασταυρώσεις μαλακού σίτου, απουσία ανταγωνισμού. Υλικά και Μέθοδοι Τα πειραματικά υλικά που χρησιμοποιήθηκαν ήταν οι ποικιλίες μαλακού σίτου του Ινστιτούτου Σιτηρών Θεσσαλονίκης Αχέρων, Γεκόρα-Ε, Νέστος, Ορφέας, Ωρωπός, Αχελώος και 10 F 1 που προήλθαν από τις μεταξύ τους διασταυρώσεις. Την καλλιεργητική περίοδο στο Ινστιτούτο Σιτηρών Θεσσαλονίκης εγκαταστάθηκαν τα υλικά σε κυψελωτό σχέδιο R-16 των 12 γραμμών με 40 φυτά/γραμμή και την απόσταση των φυτών στο 1m. Τα χαρακτηριστικά που μετρήθηκαν ανά ατομικό φυτό ήταν ο αριθμός των στάχεων, το τελικό ύψος και η απόδοση. Τα κριτήρια επιλογής που εφαρμόστηκαν ήταν τα εξής: α) η αξιολόγηση των F 1 αυτών καθαυτών, β) η υπεροχή ή υστέρηση σε σχέση με τον καλύτερο γονέα, γ) η υπεροχή ή υστέρηση σε σχέση με τον μέσο όρο των δύο γονέων, δ) η 18

19 υπεροχή ή υστέρηση σε σχέση με το μέσο όρο όλων των γονέων - μαρτύρων και ε) τον δείκτη του παραγωγικού δυναμικού (Line Crop Yield Potential LCYP Fasoula, 2008) που υπολογίζεται από το γινόμενο του συντελεστή ομοιόστασης (Coefficient of Homeostasis CH) και της αποδοτικότητας (Coefficient of Line Yield CLY). Επίσης υπολογίστηκε η Γενική Συνδυαστική Ικανότητα (GCA) των γονέων και έγινε ανάλυση της παραλλακτικότητας του κυψελωτού σχεδίου σαν πλήρως τυχαιοποιημένο. Βάσει της κατάταξης-αξιολόγησης επιλέχθηκαν 4 F 1, οι δύο με τις μεγαλύτερες τιμές στα κριτήρια, μια ενδιάμεση και η χειρότερη. Εντός κάθε F 1 επιλέχθηκαν τα τρία υψηλοαποδοτικότερα φυτά βάσει της κυψελωτής μεθοδολογίας. Την καλλιεργητική περίοδο στο Ινστιτούτο Σιτηρών Θεσσαλονίκης εγκαταστάθηκαν οι 4 F 2 και οι 4 γονείς τους σε κυψελωτό σχέδιο R-16 των 32 γραμμών με 48φυτά/γραμμή (3 κωδικοί/f 2 ) και την απόσταση των φυτών στο 1m. Μετρήθηκαν τα ίδια χαρακτηριστικά με την F 1 γενεά ενώ η αξιολόγηση έγινε με τα ίδια κριτήρια. Αποτελέσματα και Συζήτηση Η αξιολόγηση της F 1 γενεάς έδειξε ότι όλες οι διασταυρώσεις πλην της Ορφέας x Ωρωπός εκδήλωσαν υπεροχή ως προς τα τρία κριτήρια (Πίν. 1). Ετέρωση και ετεροβελτίωση στο σιτάρι αναφέρεται από διάφορους ερευνητές (Nass, 1979, Στρατηλάκης κ.α., 1994, Gouli and Koutsika, 1999, Singh et al., 2004). Πίνακας 1: Αξιλόγηση των F 1 με τα τρία κριτήρια Γενότυπος BP MP Μάρτυρες Αχέρων x Γεκόρα 22,84% 25,30% 45,2%* Νέστος x Αχελώος 46,83%* 56,09%* 29,38% Νέστος x Ορφέας 24,68% 28,78% 17,33% Νέστος x Ωρωπός 13,31% 24,98% 22,78% Ορφέας x Αχελώος 18,05% 7,34% 11,09% Ορφέας x Ωρωπός -7,47% -0,24% 0,27% Ωρωπός x Αχελώος 7,91% 25,71% 16,93% Γεκόρα x Αχελώος 18,38% 42,87%* 39,92%* Γεκόρα x Ορφέας 2,55% 14,19% 21,21% Γεκόρα x Ωρωπός 15,83% 20,86% 36,91%* * σημαντικό για p 5% Πίνακας 2: Ανάλυση του παραγωγικού δυναμικού της F 1 Γενότυπος Mean CLR CH LCYP LCYP% Ωρωπός x Αχελώος 48,05 abcd* 1,03 6,61 6, Ορφέας x Αχελώος 45,65 abcd 0,93 7,18 6,68 98,13 Γεκόρα x Ωρωπός 56,26 ab 1,41 4,27 6,03 88,63 Νέστος x Ωρωπός 50,45 abc 1,14 4,21 4,79 70,32 Αχέρων x Γεκόρα 59,67 a 1,59 2,98 4,74 69,56 Γεκόρα x Αχελώος 57,5 ab 1,48 2,74 4,05 59,46 Νέστος x Ορφέας 48,21 abc 1,04 3,79 3,94 57,8 Νέστος x Αχελώος 53,17 ab 1,26 2,89 3,64 53,52 Ωρωπός 44,53 abcd 0,89 3,61 3,20 46,94 Γεκόρα 48,57 abc 1,05 2,57 2,70 39,73 Νέστος 36,21 cd 0,59 4,53 2,65 38,96 Ορφέας 38,67 bcd 0,67 3,93 2,62 38,52 Αχέρων 46,67 abcd 0,97 2,51 2,44 35,88 Γεκόρα x Ορφέας 49,81 abc 1,11 2,10 2,33 34,17 Ορφέας x Ωρωπός 41,2 bcd 0,76 1,86 1,41 20,66 Αχελώος 31,92 d 0,45 1,43 0,65 9,55 *μέσοι όροι που ακολουθούνται από το ίδιο γράμμα δεν διαφέρουν σημαντικά για p 5% Αξιοσημείωτο είναι ότι η διασταύρωση Νέστος x Αχελώος αν και ξεπερνά σημαντικά τον καλύτερο γονέα και τον μέσο όρο τον δύο γονέων δεν υπερέχει σημαντικά του μέσου όρου των μαρτύρων, δηλαδή των έξι προσαρμοσμένων ποικιλιών μαλακού σίτου (Πίν. 1). Η κατάταξη των F 1 βάσει του παραγωγικού δυναμικού έδειξε ότι οκτώ από τις δέκα διασταυρώσεις ξεπέρασαν τους μάρτυρες ενώ η Ορφέας x Ωρωπός ήταν και πάλι η χειρότερη (Πίν. 2). Χαρακτηριστικό είναι ότι οι περισσότερες διασταυρώσεις είχαν CLR>1, σε αντίθεση με τους μάρτυρες. 19

20 Γενετική παρ/τα Σύμφωνα με την Fasoula (2008) τιμές CLR<1 δείχνουν γενοτύπους που υπερέχουν του γενικού μέσου όρου και σε συνδυασμό με υψηλό δείκτη LCYP αποτελούν υποσχόμενο υλικό. Τέλος το κριτήριο της GCA έδειξε ότι οι ποικιλίες Αχέρων και Νέστος είχαν αρνητική τιμή γεγονός που δεν ενισχύει την επιλογή τους στις διασταυρώσεις που συμμετέχουν (Πίν. 3). Πίνακας 3: Επιλεγείσες F 1, αξιολόγηση με τα κριτήρια και GCA γονέων Γενότυπος BP MP Μάρτυρες LCYP GCA γονέων Ωρωπός x Αχελώος 7,91% 25,71% 16,93% 100,00% G Αχέρον -27,53 G Ορφέας 3,77 Γεκόρα x Ωρωπός 15,83% 20,86% 36,91%* 88,63% G Γεκόρα 13,36 G Ωρωπός 6,54 Γεκόρα x Αχελώος 18,38% 42,87%* 39,92%* 59,46% G Νέστος -4,49 G Αχελώος 8,64 Ορφέας x Ωρωπός -7,47% -0,24% 0,27% 20,66% * σημαντικό για p 5% Η αξιολόγηση της F 2 γενεάς βάσει των δύο πρώτων κριτηρίων έδειξε ότι η κατάταξη διατηρήθηκε για την πρώτη και την τελευταία θέση με την Ωρωπός x Αχελώος να υπερέχει σημαντικά σε όλα τα κριτήρια, ενώ το τρίτο κριτήριο διατήρησε την κατάταξη που είχαν ως F 1 (Πίν. 4). Πίνακας 4: Αξιολόγηση των F 2 με τα τρία κριτήρια Γενότυπος BP MP Μάρτυρες Ωρωπός x Αχελώος 13,12%* 17,78%* 38,62%* Γεκόρα x Αχελώος -6,41% 6,64% 14,68%* Γεκόρα x Ωρωπός -0,50% 9,34% 12,29% Ορφέας x Ωρωπός -8,24% 12,00% 3,55% * σημαντικό για p 5% Παρόμοια αποτελέσματα αναφέρουν και οι Στρατηλάκης κ.α. (1994) όπου η απόδοση της F 2 ήταν υψηλότερη από των δύο γονέων, αλλά δεν διέφερε σημαντικά από τον καλύτερο γονέα. Επίσης οι Gouli and Koutsika (1999), αναφέρoυν θετική ετέρωση στην F 2 σε μαλακό σιτάρι. Η ίδια εικόνα διατηρήθηκε και στην κατάταξη των υλικών βάσει του παραγωγικού δυναμικού με την κάθε F 2 να έχει έναν κωδικό υψηλής απόδοσης, έναν ενδιάμεσης απόδοσης και έναν χαμηλής απόδοσης λόγω της εντός των πληθυσμών παραλλακτικότητας (Πίν. 5). Πίνακας 5: Ανάλυση του παραγωγικού δυναμικού της F 2 Γενότυπος Mean CLR CH LCYP LCYP% Ωρωπός x Αχελώος 66,97 a* 1,66 6,66 11, Αχελώος 59,20 b 1,3 5,44 7,05 63,84 Γεκόρα x Αχελώος 55,40 bcd 1,13 5,21 5,91 53,55 Ωρωπός x Αχελώος 58,86 b 1,28 4,49 5,74 52,02 Γεκόρα x Αχελώος 54,82 bcde 1,11 5,13 5,7 51,65 Ωρωπός x Αχελώος 57,92 bc 1,24 4,38 5,43 49,15 Ωρωπός 54,52 bcde 1,1 4,89 5,37 48,65 Γεκόρα x Ωρωπός 51,81 bcdef 0,99 5,27 5,22 47,32 Γεκόρα x Αχελώος 50,48 cdef 0,94 4,58 4,31 39,05 Γεκόρα x Ωρωπός 54,25 bcde 1,09 3,85 4,19 37,94 Ορφέας x Ωρωπός 47,49 efg 0,83 4,9 4,08 37,00 Ορφέας x Ωρωπός 50,03 def 0,92 4,02 3,72 33,69 Γεκόρα 44,71 fg 0,74 4,97 3,67 33,22 Γεκόρα x Ωρωπός 48,77 defg 0,88 3,08 2,71 24,56 Ορφέας 34,82 h 0,45 4,97 2,23 20,17 Ορφέας x Ωρωπός 41,05 gh 0,62 2,67 1,66 15,08 *μέσοι όροι που ακολουθούνται από το ίδιο γράμμα δεν διαφέρουν σημαντικά για p 5% 100,00% Η ανάλυση της παραλλακτικότητας έδειξε σημαντικά μέσα τετράγωνα στην F 1 γενεά και ισχυρώς σημαντικά στην F 2 γενεά με τον συντελεστή παραλλακτικότητας (CV) να μειώνεται αρκετά στην F 2 γενεά (Πίν. 6) με ταυτόχρονη αύξηση της γενετικής παραλλακτικότητας για όλα τα χαρακτηριστικά (Σχ. 1) αυξάνοντας έτσι και την πειραματική ακρίβεια. 80,00% 60,00% 40,00% 20,00% 0,00% 82,08% 58,63% 88,76% 92,91% 95,00% 68,37% Απόδοση Ύψος Αρ. Στάχεων Χαρακτηριστικό Σχήμα 1: Γενετική παραλλακτικότητα ανά χαρακτηριστικό και ανά γενεά F1 F2 20

21 Πίνακας 6: Ανάλυση παραλλακτικότητας για τα χαρακτηριστικά που μετρήθηκαν Χαρακτηριστικό MS CV F1 F2 F1 F2 Απόδοση 1714,22* 54719,67** 56,26% 19,65% Ύψος 413,56* 1409,04** 9,60% 14,08% Αρ. Στάχεων 345,43* 3204,80** 39,72% 37,90% * σημαντικό για p 5%, ** σημαντικό για p 1% Στάχεις Ύψος Απόδοση -10,00 % 0,00% 10,00% 20,00% 30,00% 40,00% 50,00% 60,00% 70,00% Γεκόρα x Αχελώος Ωρωπός x Αχελώος Γεκόρα x Ωρωπός Ορφέας x Ωρωπός Σχήμα 2: Ομοζυγωτικός εκφυλισμός των επιλεγέντων F 2 για τα χαρακτηριστικά που μελετήθηκαν Με την μελέτη του ομοζυγωτικού εκφυλισμού φαίνεται ότι σε καμία F 2 δεν παρατηρήθηκε για τον αριθμό των στάχεων και για το τελικό ύψος. Για την απόδοση η Ωρωπός x Αχελώος και η Ορφέας x Ωρωπός δεν έδειξαν εκφυλισμό σε αντίθεση με τις άλλες δύο διασταυρώσεις που έδειξαν εκφυλισμό από -3,58% έως -3,65% Η συνδυασμένη χρήση κριτηρίων αξιολόγησης μπόρεσε να προβλέψει την συμπεριφορά των γενοτύπων στην F 2. Μάλιστα η χρήση του μέσου όρου των μαρτύρων φαίνεται να βοηθά στην επιλογή ελπιδοφόρων διασταυρώσεων πέραν της ετέρωσης και ετεροβελτίωσης (π.χ. η Νέστος x Αχελώος στην F 1 ξεπέρασε σημαντικά τον καλύτερο γονέα και την μεσογονική τιμή αλλά όχι και τον μέσο όρο των μαρτύρων). Ετερωτικές διασταυρώσεις ως προς την απόδοση δεν παρουσίασαν ετέρωση για όλα τα χαρακτηριστικά, καθιστώντας την ετέρωση ένα σύνθετο χαρακτηριστικό το οποίο από μόνο του δεν μπορεί να αποτελέσει ασφαλές κριτήριο για την επιλογή ελπιδοφόρων διασταυρώσεων (Singh & Kandola 1969). Βιβλιογραφία Fasoula V.A Modern variety breeding for present and future needs, Proceedings of the 18th Eucarpia general congress, 9-12 Sept. 2008, Spain, pp Fasoulas, A.C The honeycomb methodology of plant breeding. Dep. of Genetics and Plant Breeding, Aristotelian Univ. of Thessaloniki, Hellas. Gouli-Vardinoudi, E. and Koutsika-Sotiriou, M Early generation testing for isolating promising crosses in bread wheat. Rachis 18(2): Kotzamanidis, S.T., A.S. Lithourgidis, A.G. Mavromatis, D.I. Chasioti and Roupakias, D.G Prediction criteria of promising F 3 populations in durum wheat: A comparative study. Field Crops Res 107: Nass, H.G Selecting superior spring wheat crosses in early generations. Euphytica 28: Roupakias, D., A. Zesopoulou, S. Kazolea, G. Dalkalitses, A. Mavromatis and Lazaridou, T Effectiveness of early generation selection under two plant densities in faba bean (Vicia faba L.). Euphytica 93: Singh, H., N. Sharma and Sain, R.S Heterosis studies for yield and its components in bread wheat over environments. Hereditas 141: Singh, K. B. & Kandola, H. S Heterosis in wheat. Indian J. Genet. 29: Στρατηλάκης, Σ., Δ. Γκόγκας, Κ. ΧζΛάμπρου, Ι. Ξυνιάς, Σ. Χζ Σάββα και Κοτζαμανίδης, Σ Η παραγωγική συμπεριφορά των υβριδίων της F 1 F 2, F 3 και των γονέων δύο καλλιεργούμενων ποικιλιών μαλακού σιταριού (Triticum aestivum L.), σε πέντε διαφορετικές πυκνότητες σποράς. 5ο Συνέδριο Ε.Ε.Ε.Γ.Β.Φ.,σελ Valentine, J The effect of competition and method of sowing on the efficiency of single plant selection for grain yield, yield components and other traits in spring barley. Z. Pflanzenzuchtg 83:

22 EXPLORATION OF EVALUATION CRITERIA OF BREAD WHEAT F 1 AND F 2 UNDER ABSENCE OF COMPETITION Ch. Gogas and M. Koutsika-Sotiriou. Department of Genetics and Plant Breeding, Aristotelian Univ. of Thessaloniki, 54124, Hellas. Abstract In a wheat breeding program, early generation selection of promising crosses poses a basic and challenging step. At the present study the exploitation of evaluation criteria of F 1 and F 2 generations of six bread wheat varieties is being undertaken. All the experiments were conducted in the Cereals Institute of Thessaloniki during Ten bread wheat F 1 s and their parents were evaluated in an R-16 honeycomb design with the following criteria; superiority/inferiority over: a) the best parent value, b) the midle parent value and c) the mean yield of all the checks. A fourth criterion concerning the crop yield potential was used for the classification of the crosses. According to the evaluation four F 1 s were selected, the best two, a medium yielding and the worst which were sown in an R-16 honeycomb design along with their four parents. The evaluation was conducted in accordance to F 1 and the results showed a better discrimination between high and low yielding crosses when the combination of all the criteria takes place. The use of mean yield of all the checks proved a valuable criterion as the data indicated that heterosis and heterobeltiosis alone do not constitute a safe evaluation factor. 22

23 ΣΥΓΚΡΙΤΙΚΗ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΠΑΡΑΓΩΓΙΚΟΥ ΔΥΝΑΜΙΚΟΥ ΣΕ ΥΒΡΙΔΙΑ ΚΑΛΑΜΠΟΚΙΟΥ (Ζea mays L.) Κ. Τζανταρμάς και Μ.Κούτσικα-Σωτηρίου Εργαστήριο Γενετικής και Βελτίωσης των Φυτών, Γεωπονική Σχολή, Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης, Θεσσαλονίκη Περίληψη Η F 2 γενεά καλλιεργούμενων υβριδίων καλαμποκιού αποτελεί το καταλληλότερο υλικό εκκίνησης πολλών βελτιωτικών προγραμμάτων. Δεδομένου ότι τα υβρίδια είναι προϊόντα ανακύκλωσης εκλεκτών καθαρών σειρών, η αξιολόγηση του παραγωγικού δυναμικού επτά εμπορικών υβριδίων ευρύτερα διαδεδομένων στον Ελλαδικό χώρο, που αποτελεί σκοπό της παρούσας εργασίας, θα καταδείκνυε το συνιστώμενο υβρίδιο/α ως υλικό εκκίνησης. Σε συνθήκες έλλειψης ανταγωνισμού αξιολογήθηκε η παραγωγική συμπεριφορά των επτά υβριδίων PR31G98, Nikaia, DKC6818, PR33A46, Mitic, Costantza (PR3284) και Eleonora (PR1132). Πρόσθετα εκτιμήθηκε η προβλεπόμενη συμπεριφορά των υβριδίων σε συνθήκες γεωργικής πρακτικής με κριτήριο την εξίσωση του παραγωγικού δυναμικού απόδοσης (LCYP) που βασίζεται στο δυναμικό απόδοσης ανά φυτό και το συντελεστή ομοιόστασης. Το πείραμα εγκαταστάθηκε στην Λεπτή Ορεστιάδας και το πειραματικό σχέδιο ήταν η κυψελωτή διάταξη R-7, με 40 επαναλήψεις για το κάθε υβρίδιο. Για την απόδοση ανά φυτό υπεροχή έδειξε το PR31G98, για την ομοιόσταση και το παραγωγικό δυναμικό το Eleonora. Το υβρίδιο Eleonora, είχε τη μέγιστη τιμή για το συντελεστή ομοιόστασης και ως προς το αποτέλεσμα της εξίσωσης του παραγωγικού δυναμικού της απόδοσης, γεγονός που το χαρακτηρίζει ως καταλληλότερο υλικό εκκίνησης. Ταυτόχρονα εγκαταστάθηκε σε θερμοκήπιο εργαστηριακό πείραμα αξιολόγησης των υβριδίων στην υδατική καταπόνηση. Εφαρμόστηκε η μέθοδος των εκλυόμενων ηλεκτρολυτών και τα αποτελέσματα ήταν ανάλογα με την κατάταξη των υβριδίων για τον συντελεστή ομοιόστασης (r s =0,89, Ρ<0,05), υποδεικνύοντας ως πρώτο υβρίδιο το Eleonora. Εισαγωγή Η είσοδος των απλών υβριδίων συνέβαλε καθοριστικά στην ραγδαία αύξηση της παραγωγικότητας της καλλιέργειας του καλαμποκιού (Duvick, 2005). Οι αυξημένες αποδόσεις των σύγχρονων υβριδίων αποδίδονται στην αποτελεσματικότερη χρήση των πόρων και σε γνωρίσματα που συνδέονται με αντοχή στις καταπονήσεις, συμπεριλαμβάνοντας την ικανότητα σποράς τους σε μεγάλες πυκνότητες (Tokatlidis and Koutroubas, 2004; Duvick 2005). Τα υβρίδια αποτελούν προτιμούμενο υλικό εκκίνησης για τους βελτιωτές, εφόσον χρησιμοποιούνται κύρια οι F 2 και οι επαναδιασταυρώσεις τους έναντι των ελεύθερα επικονιαζόμενων πληθυσμών για τη δημιουργία καθαρών σειρών δευτέρου κύκλου (Bauman, 1981). Η γενετική παραλλακτικότητα εντός των F 2 έχει αποδειχτεί ότι υπερέχει των συνθετικών πληθυσμών (Fountain and Hallauer, 1996). Αποτέλεσμα αυτού είναι η συνεχής γενετική πρόοδος στην ανάπτυξη των υβριδίων (Duvick, 1984; Russell,1991). Η αξιολόγηση εμπορικών υβριδίων προκειμένου κάποια από αυτά να χρησιμοποιηθούν από τους βελτιωτές ως υλικά εκκίνησης για τη δημιουργία καθαρών σειρών δευτέρου κύκλου, αποτελεί τον σκοπό της παρούσας εργασίας. Επιλέχθηκαν επτά εμπορικά υβρίδια που κατέχουν τη μεγαλύτερη έκταση καλλιέργειας στην ελληνική ύπαιθρο, και εκτιμήθηκε το παραγωγικό δυναμικό τους ως προς την παραγωγικότητα ανά φυτό, την σταθερότητα συμπεριφοράς και την ανταπόκριση στις εισροές (Fasoula and Fasoula, 2002). Παράλληλα διερευνήθηκε η εφαρμογή της εξίσωσης του παραγωγικού δυναμικού Line Crop Yield 23

24 Potential (LCYP) που εκτιμά την αντιστοίχιση της συμπεριφοράς των υβριδίων ανάμεσα στο μεμονωμένο φυτό με την πυκνή σπορά φυτείας (Fasoula and Tokatlidis, 2012). Υλικά και Μέθοδοι Το πείραμα πραγματοποιήθηκε στην αγροτική περιοχή Ορεστιάδας (Γεωγ. πλάτος: 41 30' μήκος: 26 28') το έτος Το πειραματικό σχέδιο ήταν κυψελωτή διάταξη R-7 (Fasoulas 1977, Fasoulas και Fasoula 1995) των 40 επαναλήψεων και οι αποστάσεις μεταξύ των φυτών ήταν 1,25m. Το πειραματικό υλικό αποτέλεσαν τα εξής 7 εμπορικά απλά υβρίδια: με κωδικό 1 PR31G98 (FAO 700, PIONEER HI-BREED HELLAS), με κωδικό 2 NIKAIA (FAO 600, ΕΥΡΩΦΑΡΜ Α.Ε.), με κωδικό 3 DKC6818 (FAO 700, DEKALB BIOS AGROSYSTEMS), με κωδικό 4 PR33A46 (FAO 620 PIONEER HI-BREED HELLAS), με κωδικό 5 MITIC (FAO 650, SYNGENTA HELLAS A.E.BE.), με κωδικό 6 COSTANTZA (FAO 660, PIONEER HI-BREED HELLAS) και με κωδικό 7 ELEONORA (FAO 670, PIONEER HI-BREED HELLAS). Με την χρήση της εξίσωσης LCYP ή Line Y x H = ( x / x t ) 2 x ( x /s) 2 (Fasoula 2008, Fasoula and Tokatlidis, 2011) (όπου x ο μέσος όρος του κάθε υβριδίου και x t ο μέσος όρος όλων των φυτών), υπολογίστηκε το παραγωγικό δυναμικό της απόδοσης του κάθε υβριδίου. Επίσης αναλύοντας τα δεδομένα του κυψελωτού πειράματος ως πλήρως τυχαιοποιημένου (RC) με μονοπαραγοντική ανάλυση παραλλακτικότητας υπολογίστηκε ο συντελεστής κληρονομικότητας των τριών χαρακτηριστικών H στατιστική επεξεργασία του κυψελωτού πειράματος R-7 έγινε με τη βοήθεια του λογισμικού πακέτου JMP7, ενώ για την αξιολόγηση των υβριδίων ως προς την ανθεκτικότητα στην υδατική καταπόνηση χρησιμοποιήθηκε το λογισμικό πακέτο SPSS (έκδοση 12). Τα παραπάνω υβρίδια αξιολογήθηκαν και εργαστηριακά ως προς την ανθεκτικότητα τους στην υδατική καταπόνηση. Η μέθοδος που εφαρμόστηκε ήταν των εκλυόμενων ηλεκτρολυτών (Τερτιβανίδης κ.α. 2004). Εγκαταστάθηκε δεύτερο πείραμα στο θερμοκήπιο του Εργαστηρίου της Γενετικής Βελτίωσης Φυτών του ΑΠΘ, τα υβρίδια σπάρθηκαν σε πλήρως τυχαιοποιημένο σχέδιο των 8 επαναλήψεων. Για την εκτίμηση της σταθερότητας των κυτταρικών μεμβρανών μετρήθηκαν οι εκλυόμενοι ηλεκτρολύτες. Οι μετρήσεις πραγματοποιήθηκαν σε φυλλικούς δίσκους δέκα ημέρες μετά την διακοπή των αρδεύσεων. Έγινε ανάλυση παραλλακτικότητας και οι διαφορές βρέθηκαν με την ΕΣΔ για πιθανότητα 95%. Αποτελέσματα Αξιολογώντας τα υβρίδια με βάση την απόδοση παρατηρήθηκαν σημαντικές διαφορές μεταξύ των επτά υβριδίων που αξιολογήθηκαν με συντελεστή παραλλακτικότητας ιδιαίτερα χαμηλό (CV=18,28%). Οι μέσες αποδόσεις ανά υβρίδιο κυμάνθηκαν από 627,9 έως 828,8 γρ. ανά φυτό. Ο δείκτης ομοιόστασης (CH) μεταξύ των υβριδίων είχε τιμές από 24,7 έως 88,8. Το μεγαλύτερο δείκτη ομοιόστασης είχε το υβρίδιο Eleonora (PR1132) ενώ τον μεγαλύτερο μέσο όρο απόδοσης το υβρίδιο PR31G98. Το μεγαλύτερο παραγωγικό δυναμικό είχε το υβρίδιο Eleonora με 96,9 μονάδες. Το υβρίδιο PR31G98 αν και είχε την μεγαλύτερη μέση απόδοση, κατατάσσεται στη δεύτερη θέση με 93,2 μονάδες σύμφωνα με την εξίσωση LCYP όπου ενσωματώνεται ο δείκτης ομοιόστασης (Πίν. 1). Η υπεροχή του υβριδίου Eleonora ως προς την ομοιόσταση (CH) και ως προς το παραγωγικό δυναμικό της απόδοσης (LCYP) έναντι των άλλων υβριδίων είναι πιο ευδιάκριτη. Το υβρίδιο Eleonora ενώ ήταν πρώτο στην κατάταξη ως προς την ομοιόσταση (CH) και το παραγωγικό δυναμικό απόδοσης (LCYP), για τον μέσο όρο της απόδοσης ( x ) κατατάχθηκε τρίτο. Το υβρίδιο Costantza ενώ ήταν το τέταρτο στην κατάταξη των μέσων αποδόσεων με βάση το παραγωγικό δυναμικό (LCYP) κατατάχθηκε τελευταίο. 24

25 Πίνακας 1. Κατάταξη των απλών υβριδίων καλαμποκιού με βάση τη μέση τιμή της απόδοσης ανά φυτό, τον συντελεστή ομοιόστασης και την εξίσωση του παραγωγικού δυναμικού και εκατοστιαία έκφραση τους. Απλά Υβρίδια x % CH % LCYP % PR31G98 828,8 a 100,0 69,9 78,7 93,2 96,2 PR33A46 771,5 ab 93,1 42,8 48,2 49,4 51,0 ELEONORA 749,6 ab 90,4 88,8 100,0 96,9 100,0 COSTANTZA 727,3 b 87,8 24,7 27,8 25,3 26,1 NIKAIA 695,8 bc 84,0 35,4 39,8 33,2 34,3 DK ,0 c 76,0 45,9 51,7 35,4 36,5 MITIC 627,9 c 75,8 26,8 30,2 20,5 21,2 Πίνακας 2. Κατάταξη των απλών υβριδίων με βάση το μέσο όρο του αριθμού σπαδίκων και του αριθμού αδελφιών. Απλά Υβρίδια Μ.Ο. Σπαδίκων Απλά Υβρίδια Μ.Ο. Αδελφιών PR31G98 3,55 a * ELEONORA 2,08 a * CDK6818 3,13 b MITIC 1,80 ab PR33A46 3,08 b PR31G98 1,68 abc COSTANTZA 3,05 b PR33A46 1,66 abc ELEONORA 2,89 bc NIKAIA 1,54 bc NIKAIA 2,79 bc CDK6818 1,39 bc MITIC 2,63 c COSTANTZA 1,28 c Για το χαρακτηριστικό αριθμός (CV=10%) παρατηρήθηκαν σημαντικές διαφορές. Οι μέσοι όροι κυμάνθηκαν από 2,63 έως 3,55, τη μεγαλύτερη τιμή είχε το υβρίδιο PR31G98. Οι μέσοι όροι των άλλων υβριδίων δεν διέφεραν σημαντικά μεταξύ τους (Πίν. 2). Η παραλλακτικότητα μέσα στα υβρίδια επίσης δεν ήταν πολύ μεγάλη και ο δείκτης ομοιόστασης (CH) κυμάνθηκε από 9,1 έως 26,4 (Πίν. 3). Σε ότι αφορά το χαρακτηριστικό αριθμό αδελφιών παρατηρήθηκαν σημαντικές διαφορές μεταξύ των μέσων όρων (Πίν. 2). Οι τιμές των μέσων όρων μεταξύ των υβριδίων κυμάνθηκαν από 1,28 έως 2,08 με σχετικά μικρή παραλλακτικότητα (CV=16,3%). Με τη βοήθεια του συντελεστή ομοιόστασης CH προσδιορίστηκε η σταθερότητα του κάθε υβριδίου για το χαρακτηριστικό του αδελφώματος (Πίν. 3). Η ανθεκτικότητα στην υδατική καταπόνηση υπολογίστηκε με τη μέθοδο των εκλυόμενων ηλεκτρολυτών. Το υβρίδιο Eleonora είχε το μικρότερο ποσοστό ηλεκτρικής αγωγιμότητας άρα και το πλέον ανθεκτικό στην υδατική καταπόνηση (Πίν. 4). Συγκρίνοντας τον συντελεστή κληρονομικότητας των τριών χαρακτηριστικών γίνεται αντιληπτό ότι: α) ο αριθμός σπαδίκων είναι το χαρακτηριστικό που επηρεάζεται λιγότερο από το περιβάλλον, β) ο αριθμός αδελφιών επηρεάζεται από το περιβάλλον και έχει πολυγονιδιακή έκφραση και γ) η απόδοση έδωσε υψηλό συντελεστή κληρονομικότητας είναι όμως γνωστό ότι επηρεάζεται από τις συνθήκες πειραματισμού και περιβάλλοντος, ωστόσο η υψηλή τιμή κληρονομικότητας δείχνει έμμεσα την αξιοπιστία του πειράματος (Πίν. 5). 25

26 Πίνακας 3. Κατάταξη των απλών υβριδίων με βάση του συντελεστή ομοιόστασης για τον αριθμό σπαδίκων και τον αριθμό αδελφιών και η εκατοστιαία έκφρασή τους. Απλά Υβρίδια CH αριθμού % Απλά Υβρίδια CH αριθμού % σπαδίκων αδελφιών PR31G98 26,9 100,0 ELEONORA 4,83 100,0 NIKAIA 23,4 87,0 PR33A46 3,01 62,0 PR33A46 15,4 57,0 MITIC 2,61 54,0 COSTANTZA 14,4 54,0 PR31G98 2,61 54,0 CDK ,8 51,0 NIKAIA 2,30 48,0 MITIC 12,3 46,0 CDK6818 2,15 44,0 ELEONORA 9,8 37,0 COSTANTZA 1,27 26,0 Πίνακας 4. Συγκρίσεις Μ.Ο. της αγωγιμότητας των υβριδίων μετά από υδατική καταπόνηση. Υβρίδιο Μ.Ο (μsα/ μsb)*100 ELEONORA(PR1132) 14,9505 a PR33A46 16,0474 ab PR31G98 19,2675 ab DK ,1240 abc NIKAIA 20,1815 abc MITIC 21,7336 bc COSTANTZA(PR3284) 25,7429 c * Μέσοι όροι με διαφορετικά γράμματα διαφέρουν σημαντικά για Ρ<0,05 (F-test) Πίνακας 5. Εκτιμηθείσα κληρονομικότητα υπό την ευρεία έννοια (Η 2 ) των τριών γνωρισμάτων που μετρήθηκαν. Χαρακτηριστικό Η 2 Απόδοση 78,18% Σπάδικες 81,83% Αδέλφια 64,83% Συζήτηση και Συμπεράσματα Σύμφωνα με τον Duvick (1997) στο καλαμπόκι, η απόδοση σε χαμηλή πυκνότητα (1 φυτό/m 2 ) παρέμεινε σταθερή τα τελευταία 70 χρόνια. Αυτό δείχνει ότι δεν έχει βελτιωθεί το δυναμικό απόδοσης ανά φυτό, παρόλα αυτά η στρεμματική απόδοση αυξήθηκε γραμμικά από τη δεκαετία του 1930 έως το 2001 με ετήσιο κέρδος 7,7 κιλά ανά στρέμμα (Duvick κ.α., 2004b). Υβρίδια καλαμποκιού της δεκαετίας του 1990, βελτιώθηκαν ως προς το πρώτο συστατικό σε σχέση με το υβρίδιο Β73xMo17 (Koutsika and Karagounis, 2005). Στο παρόν πείραμα, τα υβρίδια διαφοροποιήθηκαν ως προς την απόδοση ανά φυτό και τα πιο παραγωγικά ήταν PR31G98, PR33A46 και ELEONORA. Η πυκνότητα των φυτών τα τελευταία 50 χρόνια αυξήθηκε επίσης γραμμικά κατά 100 φυτά ετησίως ανά στρέμμα, έτσι από τα φυτά της δεκαετίας του 1930 η πυκνότητα σήμερα έφτασε τα φυτά το στρέμμα (Paszkiewicz and Butzen, 2001; Duvick κ.α., 2004b). Ο συντελεστής ομοιόστασης (CH) σύμφωνα με την Fasoula (2008) μετρά τη σταθερότητα συμπεριφοράς κάθε υβριδίου και συνδέει το δυναμικό απόδοσης των φυτών απουσία ανταγωνισμού με το δυναμικό απόδοσης σε πυκνή σπορά. Ο συντελεστής αυτός συντελεί στη μέτρηση του παραγωγικού δυναμικού κάτω από πληθώρα βιοτικών και αβιοτικών καταπονήσεων περιλαμβάνοντας και την καταπόνηση της πυκνότητας (Fasoula, 2008). Τα υβρίδια με τη μεγαλύτερη ομοιόσταση ήταν το ELEONORA και το PR31G98. 26

27 Η εξίσωση του παραγωγικού δυναμικού απόδοσης (LCYP) εκτιμά το παραγωγικό δυναμικό κάθε φυτού στο χωράφι, επιτρέπει την αξιολόγηση όλων των φυτών με την ίδια ακρίβεια και επομένως την κατάταξη τους με βάση την τιμή του παραγωγικού δυναμικού (Fasoula and Tokatlidis, 2011). Πειράματα με εμπορικά υβρίδια τα οποία αξιολογήθηκαν σε συνθήκες ανταγωνισμού με πυκνότητες 5.5, 7.5, 9.5 φυτά/m 2 και σε συνθήκες έλλειψης ανταγωνισμού (0,74 φυτά/m 2 ) εφαρμόζοντας την εξίσωση του παραγωγικού δυναμικού απόδοσης (LCYP) βρέθηκε πως η αξιολόγηση σε χαμηλή πυκνότητα είναι πιο αντικειμενική και αξιόπιστη συγκριτικά με τις συνθήκες καλλιέργειας (Tzandarmas κ.α., 2010). Στην παρούσα εργασία τα υβρίδια με την μεγαλύτερη τιμή της εξίσωσης του παραγωγικού δυναμικού (LCYP) ήταν το ELEONORA και το PR31G98. Το ίδιο υβρίδιο διακρίθηκε από πειράματα του Μυλωνά κ.α. (2006) στην περιοχή της Θεσσαλίας. Η επιλογή φυτών κάτω από συνθήκες υδατικού stress μπορεί να βελτιώσει την αντοχή του καλαμποκιού στην υδατική καταπόνηση (Bänziger, κ.α., 1999). Σύμφωνα με τον Boyer (1982) η ξηρασία είναι ο σημαντικότερος παράγοντας που επηρεάζει άμεσα την ανάπτυξη και την παραγωγικότητα των καλλιεργειών. Απέναντι σε μια παγκόσμια έλλειψη υδατικών πόρων είναι πλέον επιτακτική η δημιουργία φυτών ανθεκτικών στην υδατική καταπόνηση (Wang C κ.α., 2008). Το υβρίδιο με την μεγαλύτερη ανθεκτικότητα ήταν το Eleonora (PR1132) χωρίς όμως να διαφέρει σημαντικά με τα τέσσερα από τα έξι υβρίδια. Αξίζει να σημειωθεί ότι το Eleonora (PR1132) που είχε τη μεγαλύτερη ανθεκτικότητα στην υδατική καταπόνηση είχε τον μεγαλύτερο δείκτη ομοιόστασης και τη μεγαλύτερη τιμή ως προς το παραγωγικό δυναμικό. Καταληκτικά, η ανάλυση του παραγωγικού δυναμικού ως πρώτο κριτήριο καταδεικνύει το πιο παραγωγικό και σταθερό υβρίδιο, κατάλληλο να αξιοποιηθεί ως F 2 με επιλογή, για δημιουργία καθαρών σειρών δευτέρου κύκλου. Από το σύνολο των υβριδίων που συγκρίθηκαν το υβρίδιο Eleonora προκρίνεται ως υλικό εκκίνησης από την εφαρμογή του πρώτου κριτηρίου. Τα επόμενα κριτήρια αξιολόγησης των υβριδίων είναι η αντοχή της F 2 στον ομοζυγωτικό εκφυλισμό και η εκτίμηση της γενικής και ειδικής συνδυαστικής ικανότητας με διαλληλικές διασταυρώσεις και διασταυρώσεις δοκιμής με μη συγγενή καθαρή σειρά (Koutsika-Sotiriou, 1999; Koutsika-Sotiriou and Karagounis, 2005). Τα κριτήρια αυτά οδηγούν τον βελτιωτή στην επιλογή του κατάλληλου υβριδίου που θα δώσει τις επίλεκτες καθαρές σειρές σε ένα βελτιωτικό πρόγραμμα καλαμποκιού συντομότερα από όλα τα άλλα. Βιβλιογραφία Bäzinger, M., Edmeades, G.O., Lafitte, H.R Selection for drought tolerance increases maize yields across a range of nitrogen levels. Crop Sci. 39, Bauman, L.F Review of methods used by corn breeders to develop superior corn inbreds, Proceedings Annual Corn and Sorghum Industry Research Conference, 36, Boyer, J.S Plant productivity and environment. Science 218: Duvick, D.N Genetics contribution to yield gains in U.S. hybrid maize. In: W.R. Fehr (Εd.) Genetic Contribution to Yield Gains of Five Major Crop Plants, Madison, WI: Crop Sci. Soc. of America, pp Duvick, D.N What is yield? In: G.O. Edmeades, B. Banziger, H.R. Mickelson, C.B. Pena-Valdivia (Εd.), Proceedings of a symposium on Developing droughtand low N-tolerant maize. CIMMYT, El Batan, Mexico, pp Duvick, D.N Genetic progress in yield of united states maize (Zea mays L.). Maydica 50: Duvick, D.N. Smith J.S.C., Cooper M. 2004b Long-term selection in a commercial hybrid maize breeding program. pp In: J. Janick (Ed.), Plant Breeding Reviews. Part 2. Long Term Selection: Crops, Animals, and Bacteria, Vol. 24. JohnWiley & Sons, New York. 27

28 Fasoula, V.A., and Fasoula D.A Principles underlying genetic improvement for high and stable crop yield potential. Field Crop Res. 75: Fasoula, V.A Two novel whole-plant field phenotyping equations maximize selection efficiency. Proceedings of 18 th EUCARPIA General Congress, Valencia, Spain. pp Fasoula V.A. and Tokatlides I.S Development of crop cultivarsby honeycomb breeding. Agron. Sustain. Dev. 32: Fountain, M.O. and Hallauer A.R Genetic variation within maize breeding populations. Crop Sci. 36: Koutsika-Sotiriou M Hybrid seed production in maize. In: A.S. Basra (Εd.), Heterosis and hybrid seed production in agronomic crops. Food Product Press, an imprint of the Haworth Press, Inc. NY, pp Koutsika-Sotiriou, M.S., and Karagounis Ch. A Assessment of maize hybrids. Maydica 50: Paszkiewicz S. and Butzen S Crop Insights. Vol. 11, No. 6: Corn Hybrid Response to Plant Population [Online]. Available by Pioneer Hi-Bred International, Inc. com/usa/agronomy/corn/1106.htm (posted 16 Apr 2003; verified December 30, 2004). Russell, W.A Genetic improvement of maize yields. Advances in Agronomy 46. Academic Press, Inc. NY, pp Τερτιβανίδης, Κ., Αυγουλάς Χρ., Κουτίτα Ο. και Σκαράκης Γ.Ν Αξιολόγηση μεθόδων εκτίμησης της ανθεκτικότητας των ζαχαρότευτλων στην έλλειψη επαρκούς εδαφικής υγρασίας. Αγροτική Έρευνα 27: C. Tzantarmas and Tokatlidis I.S Correlation performance in space planted vs optimum density conditions. Proceedings of XI European Society for Agronomy. Congress Montpellier, France. pp Tokatlidis, I.S. and Koutroubas S.D A review of maize hybrids dependence on high plant populations and its implications for crop yield stability. Field Crop Res. 88: Wang C, Yang A, Yin H, Zhang J Influence of water stress on endogenous hormone contents and cell damage of maize seedlings. J. Integr. Plant Biol. 50(4): COMPARATIVE EVALUATION OF CROP YIED POTENTIAL IN CORN HYBRIDS (Zea mays) C. Tzantarmas and M Koutsika- Sotiriou Laboratory of Genetics and Plant Breeding, School of Agriculture, Aristotelian University of Thessaloniki, Thessaloniki, Hellas. Abstract The objective of this study was the evaluation of seven commercial hybrids of corn (Zea mays L.) for the crop yield potential in the absence of competition. Application of the novel equation Line Crop yield potential (LCYP), which integrates plant yield potential and homeostasis, predicts yield performance at higher densities. The seven commercial hybrids were: PR31G98, Nikaia, DKC6818, PR33A46, Mitic, Costantza (PR3284) and Eleonora (PR1132). The experiment was carried out in a field in the area of Lepti, Orestiada in Experimentation was conducted accordingly to the replicated R-7 honeycomb design, with 40 replications. The yield of each hybrid was measured. Hybrid PR31G98 performed the best for plant yield potential. On the basis of LCYP hybrid Eleonora had the highest rate of homeostasis and crop yield potential. So the hybrid Eleonora is a favourable material for 28

29 breeding programs. In another laboratory experiment assessing the drought tolerance the method of releases derived electrolytes was used. It was found that the hybrid Eleonora, which had the highest rate of homeostasis and the highest crop yield potential (LCYP), showed the highest drought tolerance. 29

30 ΑΝΑΛΥΣΗ ΜΕΣΩΝ ΟΡΩΝ ΓΕΝΕΩΝ ΓΙΑ ΤΟ ΜΗΚΟΣ ΤΗΣ ΙΝΑΣ ΣΕ ΕΞΙ ΔΙΑΣΤΑΥΡΩΣΕΙΣ ΒΑΜΒΑΚΙΟΥ (GOSSYPPIUM HIRSUTUM L.) Π. Μιχαλακόπουλος 1, Α. Κατσιώτης 2, Χ. Γούλας 3 και S. Rangasamy 4. 1 Οργανισμός Γεωργικής Επαγγελματικής Εκπαίδευσης και Κατάρτισης Αγροτών «ΔΗΜΗΤΡΑ» Ξάνθης, 2 Εργ. Βελτίωσης Φυτών και Γεωργικού Πειραματισμού Γ.Π.Α., 3 Ύδρας 33, Πανόραμα Θεσσαλονίκης, 4 Coimbatore, India. Σκοπός της εργασίας ήταν να διερευνηθεί η δυνατότητα εκμετάλλευσης του συγκεκριμένου γενετικού υλικού στο σχεδιασμό και την υλοποίηση προγράμματος βελτίωσης των χαρακτηριστικών ποιότητας της ίνας βαμβακιού τύπου upland. Μελετήθηκε η δράση των γονιδίων (αθροιστική, κυριαρχική, επιστατική) σε έξι διασταυρώσεις βαμβακιού με ανάλυση των μέσων όρων των γενεών P 1, P 2, F 1, F 2, BC 1 και BC 2 (Generation Mean Analysis) για το μήκος της ίνας. Η πειραματική διάταξη για την αξιολόγηση των γενεών για κάθε μία από τις έξι διασταυρώσεις ήταν τυχαιοποιημένες πλήρεις ομάδες (Randomized Complete Block Design) με τρεις επαναλήψεις. Τo μήκος της ίνας μετρήθηκε με την συσκευή High Volume Instrument (HVI). Ο κοινός γονέας GR 1, ήταν γενικά υπέρτερος από όλους τους άλλους γονείς και διέφερε σημαντικά από τους GR 2, GR 3 και ΙΝ 1. Οι BC 1 και BC 2 διέφεραν σημαντικά μεταξύ τους σε τέσσερις από τις έξι διασταυρώσεις. Ενδιαφέρον για βελτίωση έχει ο κοινός γονέας GR 1 ως δότης όπως φαίνεται από την συμπεριφορά της BC 2 στις διασταυρώσεις GR 1 x GR 2, GR 1 x ΙΝ 1 και GR 1 x GR 5. Από το μοντέλο των έξι παραμέτρων προέκυψαν για το μήκος της ίνας αθροιστικές δράσεις σε τέσσερις από τις έξι διασταυρώσεις τις GR 1 x GR 3, GR 1 x GR 4, GR 1 x GR 5 και GR 1 x IN 2. Η παρουσία αθροιστικής δράσης υπονοεί ότι η επιλογή για τη βελτίωση του μήκους της ίνας μπορεί να είναι επιτυχής με γενεαλογικά σχήματα επιλογής και χωρίς τη χρήση ποικιλιών υβριδίων. 30

31 ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗ ΜΕΡΙΚΩΣ ΔΙΕΙΔΙΚΩΝ ΣΕΙΡΩΝ ΒΑΜΒΑΚΙΟΥ Χ. Πάνκου 1, Α. Μαυρομάτης 2 και Δ. Ρουπακιάς 1 1 Εργαστήριο Γενετικής και Βελτίωσης Φυτών, Σχολή Γεωπονίας, Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης, Θεσσαλονίκη 2 Τμήμα Φυτικής Παραγωγής και Αγροτικού Περιβάλλοντος, Σχολή Γεωπονικών Επιστημών, Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας, Βόλος Τα τελευταία χρόνια στο Εργαστήριο Γενετικής και Βελτίωσης των Φυτών της Γεωπονικής Σχολής του Α.Π.Θ., αναπτύχθηκε ένα σύστημα παραγωγής μερικώς διειδικών φυτών στο βαμβάκι, που προέρχονται από την επικονίαση υβριδίων G. hirsutum x G. barbadense με γύρη από το H. cannabinus ή το Abelmoschus esculentus. Αποτέλεσμα των παραπάνω εργασιών ήταν να προκύψουν μερικώς διειδικά υβρίδια βαμβακιού, τα οποία μέσω της επιλογής αναπτύχθηκαν ως την Ρα 7 γενεά, γεγονός που συντέλεσε στην εκκαθάριση του αρχικού γενετικού υλικού και την απομόνωση γενοτύπων με υψηλές αποδόσεις και άριστα ποιοτικά χαρακτηριστικά σε σχέση με τις εμπορικές ποικιλίες βαμβακιού, που όμως μειονεκτούν λόγω της χρωμοσωμικής αστάθειας και της ανευπλοειδίας που εμφανίζονται ακόμη και σε προχωρημένες γενεές. Για να αξιοποιηθούν τα πλεονεκτήματά τους, οι μερικώς διειδικές σειρές (ΜΔΣ) βαμβακιού χρησιμοποιήθηκαν ως γονείς σε πρόγραμμα αμοιβαίων αναδιασταυρώσεων με καλλιεργούμενες εμπορικές ποικιλίες. Αναλυτικότερα, επιλέχθηκαν τέσσερις μερικώς διειδικές σειρές που χρησιμοποιήθηκαν ως μητέρες και διασταυρώθηκαν με τρεις εμπορικές ποικιλίες (Celia, Acala, 4S). Οι διασταυρώσεις εφαρμόστηκαν για τρία συνεχόμενα έτη και την τέταρτη χρονιά των πειραμάτων, οι απόγονοί τους συγκρότησαν δώδεκα οικογένειες οι οποίες σπάρθηκαν μαζί με τις τρεις καλλιεργούμενες ποικιλίες και ένα μίγμα σπόρων από τις αντίστοιχες διασταυρώσεις της προηγούμενης γενεάς, σε κυψελωτή διάταξη R-16. Αντίστροφα, τρεις από τις παραπάνω σειρές χρησιμοποιήθηκαν ως επικονιαστές σε τέσσερις εμπορικές ποικιλίες (Χριστίνα, Celia, Acala, 4S) και οι απόγονοι τους μετά από τρία έτη συγκρότησαν οκτώ οικογένειες που σπάρθηκαν μαζί με τις τέσσερις καλλιεργούμενες ποικιλίες και ένα μίγμα σπόρων των αντίστοιχων διασταυρώσεων της προηγούμενης γενεάς σε κυψελωτή διάταξη R-13. Κατά τη διάρκεια των πειραμάτων, πραγματοποιήθηκαν όλες οι απαραίτητες εργασίες ώστε να εξασφαλιστεί η απρόσκοπτη ανάπτυξη των φυτών ενώ παράλληλα, καταγράφηκαν τα μορφολογικά χαρακτηριστικά σε επίπεδο ατομικού φυτού. Την τέταρτη χρονιά των πειραμάτων και με την ολοκλήρωση της καλλιεργητικής περιόδου, συγκομίστηκαν ξεχωριστά όλα τα φυτά του πειράματος προκειμένου να υποβληθούν σε στατιστική ανάλυση. Οι αποδόσεις των φυτών κυμάνθηκαν από 49 ως 937g στο πρώτο πείραμα (R-16) ενώ οι διασταυρώσεις (ΜΔΣ 1 x Celia), (ΜΔΣ 4 x 4S) και (ΜΔΣ 1 x 4S] υπερείχαν από τις υπόλοιπες σύμφωνα με την κυψελωτή μεθοδολογία. Αντίστοιχα, στο δεύτερο πείραμα (R- 13) οι αποδόσεις κυμάνθηκαν από 9 ως 868g ενώ οι διασταυρώσεις που ξεχώρισαν ήταν οι (Χριστίνα x ΜΔΣ 1 ), (Celia x ΜΔΣ 1) και (4S x ΜΔΣ 3 ). Τελικά, δείγματα σύσπορου βαμβακιού από όλα τα επιλεγμένα φυτά εκκοκκίστηκαν και υποβλήθηκαν σε ανάλυση της ποιότητας ώστε τελικά να επιλεγούν τα φυτά που συνδύαζαν την υψηλή απόδοση με τα επιθυμητά ποιοτικά χαρακτηριστικά προκειμένου να υποβληθούν για αξιολόγηση κάτω από συνθήκες πυκνής σποράς. 31

32 ΜΕΛΕΤΗ ΤΗΣ ΠΑΡΑΛΛΑΚΤΙΚΟΤΗΤΑΣ ΓΕΝΕΤΙΚΟΥ ΥΛΙΚΟΥ ΡΥΖΙΟΥ (Oryza sativa L.) ΩΣ ΠΡΟΣ ΤΑ ΑΓΡΟΝΟΜΙΚΑ ΓΝΩΡΙΣΜΑΤΑ Σπ. Κουτρούμπας 1, Δ. Κατσαντώνης 2, Δ. Ντάνος 2, Γ. Ευγενίδης 2, E. Lupotto 3, B. Courtois 4 και P. Piffanelli 5 1 Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης, Τμήμα Αγροτικής Ανάπτυξης, Ορεστιάδα 2 ΕΘ.Ι.ΑΓ.Ε., Ινστιτούτο Σιτηρών, Θέρμη-Θεσσαλονίκη 3 C.R.A.,Agricultural Research Council Expt. Institute for Cereal Crops-Rice Research Section, Vercelli, Italy 4 CIRAD-CA, UR Creation varietale et gestion de peuplements de riz, Montpellier, France 5 Parco Tecnologico Padano, Lodi, Italy Η προσαρμοστικότητα και η απόδοση σε καρπό του ρυζιού είναι σύνθετα γνωρίσματα, η έκφραση των οποίων εξαρτάται από την λειτουργία και την αλληλεπίδραση πολλών φυσιολογικών και αγρονομικών παραμέτρων. Σκοπός της εργασίας ήταν η αξιολόγηση, σε συνθήκες αγρού, διαφόρων γενοτύπων ρυζιού ως προς τα αγρονομικά τους γνωρίσματα με στόχο να εξευρεθούν γενότυποι οι οποίοι θα αξιοποιηθούν σε προγράμματα βελτίωσης. Το πείραμα διεξήχθη στο Αγρόκτημα Καλοχωρίου του Ινστιτούτου Σιτηρών το έτος Χρησιμοποιήθηκαν 106 γενότυποι ρυζιού, οι οποίοι ανήκαν στους τύπους Indica και Japonica και προέρχονταν από τις συλλογές χωρών που συμμετείχαν στο Ευρωπαϊκό ερευνητικό πρόγραμμα ΕURIGEN. Οι σπόροι των γενοτύπων σπάρθηκαν σε σπορεία και τα σπορόφυτα μεταφυτεύθηκαν στον αγρό με το χέρι στο στάδιο των 5-6 φύλλων, χρησιμοποιώντας το σχέδιο των τυχαιοποιημένων πλήρων ομάδων (RCBD) με δύο επαναλήψεις. Κάθε πειραματικό τεμάχιο είχε μήκος 2 m και περιελάμβανε τέσσερις γραμμές με απόσταση 0,25 m. Τα αποτελέσματα έδειξαν την ύπαρξη μεγάλης παραλλακτικότητας μεταξύ των γενοτύπων ως προς όλα τα αγρονομικά γνωρίσματα που μελετήθηκαν. Το ύψος των φυτών και το μήκος της φόβης κυμάνθηκαν από 71,3 (Ullal) έως 126,7 cm (Iac 32-52) και από 12,7 cm (Loto) έως 24,3 (Ibo 400), αντίστοιχα. Το 66% των γενοτύπων είχε ύψος φυτών μικρότερο από 100 cm. Οι περισσότεροι γενότυποι (57%) είχαν ενδιάμεσο τύπο φόβης. Μόνο τρεις γενότυποι, Escarlate, Russo 1 και Τ 757, είχαν άγανα. Το μέσο βάρος των 1000 κόκκων ήταν 30,4 g και κυμάνθηκε από 20 g (Miara) έως 46.1 g (Mestre), ενώ στο 54% των γενοτύπων ήταν μεγαλύτερο από 30 g. Το 35% των γενοτύπων ήταν πρώιμοι και το 30% είχαν ενδιάμεσο βιολογικό κύκλο. Ως προς το πλάγιασμα των φυτών, οι γενότυποι Ota, Russo 1, Samba, Settantuno, Shanghai, Ullal και Τ 757 ήταν ευαίσθητοι, 17% των γενοτύπων εμφάνισαν ενδιάμεση αντοχή, ενώ στο 77% δεν παρατηρήθηκε πλάγιασμα. Η απόδοση σε καρπό ήταν κατά μέσο όρο των γενοτύπων 35,9 g/φυτό και κυμάνθηκε από 34,2 g/φυτό (63 Upla, 68 A Upla, Mejanes 2 και Perla) έως 54,2 g/φυτό (CNA 4081). Από το υλικό που αξιολογήθηκε βρέθηκαν γενότυποι με επιθυμητά αγρονομικά γνωρίσματα, οι οποίοι μπορούν να αξιοποιηθούν σε προγράμματα βελτίωσης της προσαρμοστικότητας και απόδοσης του ρυζιού. 32

33 ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΩΝ ΘΡΕΠΤΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΣΤΗΝ ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΚΑΙ ΡΙΖΟΒΟΛΙΑ ΥΒΡΙΔΙΩΝ ΣΠΟΡΟΦΥΤΩΝ ΑΜΠΕΛΟΥ ΣΕ ΣΥΝΘΗΚΕΣ ΜΗ ΘΕΡΜΑΙΝΟΜΕΝΟΥ ΘΕΡΜΟΚΗΠΙΟΥ Χ.Πασχαλίδης 1, Π.Ζαμανίδης 2, Ν. Καραγιαννίδης 3, Α.Κορίκη 1, Β. Καββαδίας 4, Ι.Χουλιάρας 6 Α.Πετρίδης 5 και Δ.Κοκκαλιάρη 2 1 Σχολή Τεχνολογίας Γεωπονίας, Α.Τ.Ε.Ι. Καλαμάτας, Αντικάλαμος, Καλαμάτα chpaschal46@yahoo.gr 2 Ινστιτούτο Αμπέλου Αθηνών, ΕΘ.Ι.ΑΓ.Ε., Σ. Βενιζέλου 1, Λυκόβρυση, Αττική. 3 Σχολή Τεχνολογίας Γεωπονίας, Α.Τ.Ε.Ι. Θεσσαλονίκης, Σίνδος, Θεσσαλονίκη 4 Ινστιτούτο Εδαφολογίας Αθηνών, ΕΘ.Ι.ΑΓ.Ε., Σ. Βενιζέλου1, Λυκόβρυση, Αττική. 5 Εργαστήριο Εδαφολογίας και Γεωργικής Χημείας, Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Αθηνών, Ιερά οδός 75, Αθήνα. 6 Εργαστήριο Βιοτεχνολογίας, Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Αθηνών, Ιερά οδός 75, Αθήνα. Περίληψη Σκοπός της παρούσας ερευνητικής εργασίας ήταν η μελέτη της ανάπτυξης και ριζοβολίας υβριδίων σποροφύτων αμπέλου, με την επίδραση της λίπανσης με διάφορα θρεπτικά στοιχεία, σε ένα υπόστρωμα εδάφους-τύρφης-περλίτη σε αναλογία 1:1:1, σε δοχεία 5lt σε συνθήκες μη θερμαινόμενου θερμοκηπίου. Επιλέχτηκαν τα πιο ζωηρά σπορόφυτα από τα ζεύγη Αγιωργίτικο και Cabernet Sauvignon. Εφαρμόστηκαν ξεχωριστά τα τρία βασικά στοιχεία άζωτο (Ν), φώσφορος (P), κάλιο (K) (0.10gr/kg εδάφους), καθώς και το σύνθετο λίπασμα. Ως μάρτυρας πάρθηκε έδαφος από το επιφανειακό στρώμα μη λιπασμένου χωραφιού. Το έδαφος χαρακτηρίστηκε ως αμμοαργιλώδες. Από τη σύγκριση μεταξύ των τριών θρεπτικών στοιχείων, το Ν και ο Ρ υπερείχαν έναντι του Κ. Το σύνθετο λίπασμα, που περιείχε NPK, δημιούργησε την καλύτερη θρεπτική κατάσταση στο έδαφος, για την ανάπτυξη και ριζοβολία των υβριδίων σποροφύτων αμπέλου. Εισαγωγή Στο Ινστιτούτο Αμπέλου Αθηνών του ΕΘ.Ι.ΑΓ.Ε. στη Λυκόβρυση, επί πολλά έτη, οι ερευνητές ασχολούνται με τη διατήρηση της εθνικής συλλογής γηγενών ποικιλιών, την επιλογή των καλύτερων εξ αυτών, τη διασταύρωση και γενετική βελτίωσή τους. Η παρούσα εργασία αναφέρεται στη μελέτη της επίδρασης της λίπανσης με διάφορα θρεπτικά στοιχεία με ένα υπόστρωμα εδάφους-τύρφης-περλίτη στην ανάπτυξη και ριζοβολία των σποροφύτων αμπέλου. Υλικά και μέθοδοι Τα σπορόφυτα που χρησιμοποιηθήκαν στο πείραμα προήλθαν από τη διασταύρωση των ποικιλιών Αγιωργίτικο x Cabernet Sauvignon. Το πείραμα πραγματοποιήθηκε σε συνθήκες μη θερμαινόμενου θερμοκηπίου. Ως υπόστρωμα εφαρμόστηκε το μείγμα με συνδυασμό εδάφους-τύρφης-περλίτη σε αναλογία 1:1:1. Το μείγμα τοποθετήθηκε σε δοχεία 5 λίτρων. Ως μάρτυρας ήταν το κοσκινισμένο έδαφος. Εφαρμόστηκαν ξεχωριστά τα τρία βασικά στοιχεία N, P, K καθώς και σύνθετο λίπασμα, το οποίο περιείχε ΝΡΚ σε αναλογίες Η δόση του κάθε θρεπτικού στοιχείου ήταν 0.10 gr/kg εδάφους. Το έδαφος πάρθηκε από το επιφανειακό στρώμα (0-30cm) μη λιπασμένου χωραφιού του Ινστιτούτο Αμπέλου του ΕΘ.Ι.ΑΓ.Ε. στη Λυκόβρυση Αττικής. Χαρακτηρίστηκε ως αμμοαργιλώδες με υδατοκορεσμό 37%, απαλλαγμένο από υδατοδιαλυτά άλατα, πλούσιο σε ανθρακικό ασβέστιο 30.7% και Ικανότητα Ανταλλαγής Κατιόντων (Ι.Α.Κ.) 13 meq/100g. Η οργανική ουσία ήταν 1.43%, ο αφομοιώσιμος Ρ ήταν 27.5 p.p.m. και το αφομοιώσιμο Κ 1.3 meq/100g. Η μεταφύτευση των σποροφύτων έγινε το Μάιο. Η κάθε μεταχείριση είχε τέσσερις επαναλήψεις. 33

34 Αποτελέσματα - Συζήτηση Τα στοιχεία της μελέτης που αφορούν την ανάπτυξη των σπορόφυτων από τη διασταύρωση των ποικιλιών Αγιωργίτικο με Cabernet Sauvignon σε μείγμα υποστρώματος εδάφους-τύρφης-περλίτη δείχνουν ότι η λίπανση με διαφορετικά στοιχεία επιδρά ανάλογα στο ποσοστό επιτυχίας. Το ποσοστό επιτυχίας ανθεκτικότητας ήταν το μικρότερο 38% στην μεταχείριση μάρτυρα χωρίς λίπανση, ενώ στην μεταχείριση με σύνθετο λίπασμα ήταν 96%. Γράφημα 1: Επίδραση της λίπανσης στην ανάπτυξη του κεντρικού βλαστού αμπέλου. Τα στοιχεία του γραφήματος 1 που αφορούν την επίδραση του υποστρώματος και της διαφορετικής λίπανσης με θρεπτικά στοιχεία δείχνουν ότι στη μεταχείριση χωρίς λίπανση, η ανάπτυξη του κεντρικού βλαστού των σπορόφυτων κατά τη διάρκεια της βλαστικής περιόδου ήταν μικρότερη. Το μήκος των βλαστών των σπορόφυτων που αναπτύχθηκαν στην μεταχείριση όπου δόθηκε η λίπανση με σύνθετο λίπασμα, το οποίο περιείχε 4 θρεπτικά στοιχεία Ν, Ρ, Κ και Mg στις δύο πρώτες μετρήσεις ήταν μεγαλύτερο και υπερείχε το μήκος των βλαστών που αναπτύχθηκαν στην μεταχείριση με την προσθήκη μόνο του Ρ, ενώ στο τέλος της βλαστικής περιόδου δεν υπήρχε σημαντική διαφορά. Σύμφωνα με τα στοιχεία του γραφήματος 2 φαίνεται ότι στην μεταχείριση όπου χρησιμοποιήθηκε το σύνθετο λίπασμα η διάμετρος του κεντρικού βλαστού ήταν 7.2 mm, δηλαδή περίπου κατά 2 φορές μεγαλύτερος από τη διάμετρο των σπορόφυτων της μεταχείρισης μάρτυρα. Στις υπόλοιπες μεταχειρίσεις η διάμετρος του βλαστού κυμάνθηκε στα ίδια επίπεδα mm. Γράφημα 2: Επίδραση του υποστρώματος και λίπανσης στη διάμετρο του κεντρικού βλαστού. Τα στοιχεία του πίνακα 1 δείχνουν ότι η λίπανση με διαφορετικά θρεπτικά στοιχεία επιδρούν ανάλογα στον αριθμό, μήκος, πλάτος, βάρος, εμβαδόν των φύλλων. Τα σπορόφυτα που αναπτύχθηκαν στην μεταχείριση με υπόστρωμα εδάφους-τύρφης-περλίτη 34

35 χωρίς τη λίπανση είχαν τις μικρότερες τιμές σε αυτές τις παραμέτρους, σε σύγκριση με τις υπόλοιπες μεταχειρίσεις όπου έγινε η λίπανση. Συγκρίνοντας τα τρία θρεπτικά στοιχεία Ν, Ρ, Κ, υπερείχαν το Ν και ο Ρ έναντι του Κ. Το σύνθετο λίπασμα δημιούργησε την καλύτερη θρεπτική κατάσταση για την ανάπτυξη του υπέργειου μέρους των σπορόφυτων. Πίνακας 1: Επίδραση του υποστρώματος (εδάφους-τύρφης-περλίτη) και λίπανσης στον αριθμό, μήκος, πλάτος, βάρος και εμβαδόν των φύλλων στις 18/10/09. Μεταχειρίσεις Αριθμός φύλλων Μ.Ο Μήκος φύλλου mm Πλάτος φύλλου mm Βάρος φύλλων g Εμβαδόν φύλλων cm 2 Υπόστρωμα (χωρίς λίπανση) Υπόστρωμα+Ν Υπόστρωμα+Ρ Υπόστρωμα+Κ Υπόστρωμα+Σύνθετο λίπασμα Ο όγκος της ρίζας (εικόνα 1) μία από τις χαρακτηριστικές παραμέτρους δείχνει ότι τα σπορόφυτα που αναπτύχθηκαν στην μεταχείριση με σύνθετο λίπασμα ήταν 50 cm 3. Στις μεταχειρίσεις με λίπανση Ν και Ρ αντίστοιχα κυμάνθηκαν στα cm 3, ενώ στην μεταχείριση με προσθήκη Κ ήταν περίπου 5 φορές μικρότερος Εικόνα 1: Το ριζικό σύστημα των σπορόφυτων. 1: Έδαφος + τύρφη + περλίτης, 2: Υπόστρωμα + Κάλιο, 3: Υπόστρωμα + Φώσφορος, 4: Υπόστρωμα + Άζωτο και 5: Υπόστρωμα + Σύνθετο λίπασμα (NPK). Γενικά, σύμφωνα με τα αποτελέσματα της έρευνας φαίνεται ότι η λίπανση με το σύνθετο λίπασμα ευνόησε τόσο στην ανάπτυξη του υπέργειου μέρους του σπορόφυτου (μήκος, διάμετρος κεντρικού βλαστού, αριθμό, εμβαδόν, βάρος φύλλων) όσο και στην ανάπτυξη του ριζικού συστήματος (όγκος, μήκος, διάμετρος, αριθμός ρίζας). Βιβλιογραφία Gail M. Lang Horticulture. Chelsea House Publishers. New York. Glen L. Creasy and Leroy L. Creasy Grapes. Crop Production Science in Horticulture 16. Keller M Botany and Anatomy. The Science of Grapevines: Anatomy and Physiology: Thomas, B. and Schapel, A Soil analysis in established vineyards the importance of collecting the right samples. Australian Grapegrower and Winemaker 478: Winkler, A.J., Cook, J.A., Kliewer, W.M. and Lider, L.A General Viticulture. University of California Press, Berkeley, California. Wolf, T.K., Haeseler, C.W. and Bergman, E.L Growth and foliar elemental composition of Seyval Blanc grapevines as affected by four nutrient solution concentrations of nitrogen, potassium and magnesium. American Journal of Enology and Viticulture 34:

36 Ξυνιάς Ι Σποροπαραγωγή Εργαστηριακές Ασκήσεις. Εκδόσεις Έμβρυο. Αθήνα. Ποντίκης Κ Πολλαπλασιασμός Καρποφόρων Δένδρων και Θάμνων. Εκδόσεις Σταμούλη. Αθήνα. EFFECT OF NUTRIENTS IN GROWTH AND ROOTING OF GRAPE HYBRIDS SEEDLINGS IN NON-HEATING GREENHOUSE CONDITIONS C.Paschalidis 1, P.Zamanidis 2, N.Karagiannidis 3, A.Koriki 1, V.Kavvadias 4, V A.Petridis 5 and D.Kokkaliari 2. 1 School of Agricultural Technology, Technological Educational Institute of Kalamata, Antikalamos - Kalamata, Hellas. 2 Grapevine Institute of Athens, National Agricultural Research Foundation (N.AG.RE.F.), 1 Sofokli Venizelou St., Likobrisi - Attiki, Hellas. 3 School of Agricultural Technology, Technological Educational Institute of Thessaloniki, Sindos - Thessaloniki, Hellas. 4 Soil Science Institute of Athens, National Agricultural Research Foundation (N.AG.RE.F.), 1 Sofokli Venizelou St., Likobrisi - Attiki, Hellas. 5 Laboratory of Soil Science and Agricultural Chemistry, Agricultural University of Athens, Iera Odos 75, Athens, Hellas. 6 Laboratory of Biochemistry, Agricultural University of Athens, Iera Odos 75, Athens, Hellas. Abstract The purpose of this experiment was to study the development and the rooting of grape hybrids seedlings by the effect of fertilization with various nutrients. The seedlings were planted in a substrate of soil-peat-pearlite in proportion 1:1:1, placed in pots of 5 L capacity with non-heating greenhouse conditions. The best seedlings were selected from plant pairing Agioritiko-Cabernet Sauvignon. Nitrogen (N), phosphorus (P) and potassium (K) elements (0.10 g/ Kg soil) as well as a complete fertilizer were separately applied. As control treatment was used soil collected from the surface of a non fertilized field. The soil has been characterized as sandy clay. N and P treatments gave better results compared to K. The complete fertilizer, which contains NPK, made the best nutrition conditions inside the soil for the development and the rooting of grape hybrids seedlings. 36

37 ΜΕΛΕΤΗ ΤΟΥ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟΥ ΤΗΣ ΑΥΤΟΣΥΜΒΑΤΟΤΗΤΑΣ ΣΤΟ ΑΚΤΙΝΙΔΙΟ (A. deliciosa) ΜΕ ΜΟΝΤΕΛΟ ΤΗΝ ΠΟΙΚΙΛΙΑ TSECHELIDIS ΒΑΣΗ ΑΓΡΟΝΟΜΙΚΩΝ ΚΑΙ ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΙΚΩΝ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΩΝ Μ. Σακελλαρίου 1, Α. Μαυρομάτης 1, Α. Αποστολόπουλος 1, Χ. Νάκας 2 και Ι. Αρβανιτογιάννης 3 1 Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας, Τμήμα Γεωπονίας Φυτικής Παραγωγής & Αγροτικού Περιβάλλοντος, Εργαστήριο Γενετικής Βελτίωσης Φυτών 2 Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας, Τμήμα Γεωπονίας Φυτικής Παραγωγής & Αγροτικού Περιβάλλοντος, Εργαστήριο Βιομετρίας 3 Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας, Τμήμα Ιχθυολογίας & Υδάτινου Περιβάλλοντος, Εργαστήριο Τεχνολογίας Τροφίμων Το γένος Actinidia περιλαμβάνει πάνω από 60 είδη, ωστόσο η πλειοψηφία των καλλιεργούμενων ποικιλιών ακτινιδίου ανήκει στο είδος A. deliciosa. Όλα τα είδα του γένους Actinidia είναι δίοικα. Τα άνθη των θηλυκών φυτών φέρουν λειτουργική ωοθήκη, η οποία σχηματίζει πολλά ωάρια και λειτουργικούς στύλους. Παρατηρείται επίσης έκπτυξη στημόνων, οι οποίοι όμως δεν αναπτύσσονται πλήρως ποτέ ή, αν αναπτυχθούν, παράγουν άγονους γυρεόκοκκους. Για το λόγο αυτό απαιτείται στον αγρό η εγκατάσταση αρσενικών φυτών που χρησιμεύουν ως επικονιαστές. Εντούτοις, η διοικία δεν είναι απόλυτη κατάσταση στην ακτινιδιά, καθώς έχουν αναφερθεί περιπτώσεις αρσενικών πρεμνών που σχημάτισαν μικρούς καρπούς (fruiting males). Σκοπό της παρούσας εργασίας αποτέλεσε η μελέτη του φαινομένου της αυτοσυμβατότητας στο ακτινίδιο (A. deliciosa). Ως μοντέλο για τη μελέτη αυτή επιλέχθηκε η νέα ελληνική ποικιλία Tsechelidis, η οποία εκτός από τα πολύ καλά χαρακτηριστικά απόδοσης και ποιότητας καρπών, παρουσιάζει ενδείξεις αυτοσυμβατότητας της γύρης των θηλυκών ανθέων της. Με στόχο να επιβεβαιωθεί η ύπαρξη του φαινομένου στην εν λόγω ποικιλία αλλά και να διερευνηθεί ο βαθμός στον οποίο αυτό εκφράζεται, οργανώθηκε πείραμα σε τρεις αγρούς με διαφορετική σύνθεση επικονιαστών και πρέμνα διαφορετικής ηλικίας. Εφαρμόστηκαν συστηματικές αυτογονιμοποιήσεις τόσο σε άνθη της ποικιλίας Tsechelidis όσο και στους μάρτυρες Hayward και Matua για συγκριτικό έλεγχο και ακολούθησε μελέτη βιωσιμότητας της γύρης στο μικροσκόπιο μετά από χρώση των ενεργών γυρεόκοκκων, μορφολογίας των ανθέων και βλαστικότητας της γύρης σε συνθήκες τεχνητού υποστρώματος. Με την ολοκλήρωση της περιόδου ωρίμανσης, συλλέχθηκαν καρποί που προήλθαν από αυτογονιμοποίηση και υποβλήθηκαν σε περαιτέρω φυσικοχημική ανάλυση των ποιοτικών τους χαρακτηριστικών, σε σύγκριση με καρπούς που προέκυψαν από συνθήκες ελεύθερης επικονίασης. Από τα αποτελέσματα της εργασίας, προέκυψε ότι η ποικιλία Tsechelidis παρουσιάζει σημαντικό βαθμό αυτοσυμβατότητας σε σχέση με την ποικιλία Hayward, αλλά παρουσιάζει έντονη παραλλακτικότητα τόσο μεταξύ πρέμνων διαφορετικής ηλικίας όσο και μεταξύ ανθέων του ίδιου φυτού, γεγονός που θα πρέπει να ερευνηθεί περαιτέρω. 37

38 ΑΠΟΤΙΜΗΣΗ ΤΗΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ ΒΕΛΤΙΩΤΙΚΟΥ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ ΕΝΔΟΠΛΗΘΥΣΜΙΑΚΗΣ ΕΠΙΛΟΓΗΣ ΣΤΟΝ ΕΓΧΩΡΙΟ ΠΛΗΘΥΣΜΟ ΛΑΘΟΥΡΙΟΥ «ΦΑΒΑ ΣΑΝΤOΡΙΝΗΣ» Μ. Κούτσικα-Σωτηρίου 1, Ι. Μυλωνάς 1, Ε. Νίνου 1,3 και Αικ. Τράκα-Μαυρωνά 2 1 Εργαστήριο Γενετικής και Βελτίωσης των Φυτών, Σχολή Γεωπονίας, Α.Π.Θ , Θεσσαλονίκη 2 Εθνικό Ίδρυμα Αγροτικής Έρευνας (ΕΘ.Ι.ΑΓ.Ε.), Κέντρο Γεωργικής Έρευνας Βόρειας Ελλάδας (Κ.Γ.Ε.Β.Ε.), Θέρμη, Θεσσαλονίκη 3 Εργαστήριο Γεωργίας, Σχολή Γεωπονίας, Α.Π.Θ , Θεσσαλονίκη Περίληψη Σκοπός της εργασίας ήταν η βελτίωση του παραδοσιακού πληθυσμού «Φάβα Σαντορίνης» (Lathyrus clymenum), μέσω της μελέτης της υπάρχουσας παραλλακτικότητας και ενδοποικιλιακής γενεαλογικής επιλογής σε συνδυασμό με αναλυτική επιλογή. Στο πρώτο στάδιο, οι καμπύλες κατανομής των ατομικών φυτών για απόδοση αποκάλυψαν 61% μη παραγωγικά φυτά. Στο δεύτερο στάδιο, η βελτίωση της απόδοσης με γενεαλογική επιλογή, σε συνδυασμό με αναλυτική επιλογή για αριθμό λοβών/φυτό, χρώμα φύλλου και ευρωστία, ακολουθήθηκε για τους απογόνους 1ης γενεάς, και για δύο διαδοχικές γενεές δύο πληθυσμών (με ιώδες και λευκό άνθος). Στο τρίτο στάδιο, η αξιολόγηση απογόνων 4ης γενεάς των δύο πληθυσμών, σε πυκνή σπορά, in situ και ex situ, έδειξε υπεροχή στην απόδοση από 38% έως 105% έναντι του υλικού εκκίνησης. Συγχρόνως, επιτεύχθηκε αύξηση της σταθερότητας της απόδοσης, μείωση των μη παραγωγικών φυτών των δύο πληθυσμών από 40% έως 56% και διατήρηση των χαρακτηριστικών του λοβού της εγχώριας ποικιλίας. Εισαγωγή Ο παραδοσιακός πληθυσμός «Φάβα Σαντορίνης», με την ιστορική προέλευση, τη διακριτή ταυτότητα, την ειδική προσαρμοστικότητα και τον παραδοσιακό τρόπο καλλιέργειας, διαθέτει όλα τα χαρακτηριστικά ενός εγχώριου γενετικού υλικού (Newton et al. 2009). Από αρχαιοβοτανικά ευρήματα σπόρων στα νησιά του Αιγαίου και στον Ελλαδικό χώρο, τα οποία χρονολογούνται γύρω στον 8 ο αιώνα π.χ., όπως Vicia sp., μπιζέλι, λαθούρι, φακή, ρεβίθι, τεκμηριώνεται η τοπική προέλευση και η συνεχής διαδρομή του λαθουριού στο Αιγαίο (Valamoti & Kotsakis 2007). Σήμερα, η «Φάβα Σαντορίνης» παρουσιάζει ασταθή και χαμηλή απόδοση, εκφυλισμένη ανάπτυξη, γενετική διάβρωση και απειλείται από εξαφάνιση. Καλλιεργείται στο σύμπλεγμα των νησιών της Σαντορίνης, σε περίπου 150 στρ., από υπερήλικες γεωργούς και θεωρείται κομμάτι της γεωργικής παράδοσης. Παρουσιάζει διάσπαση στο χρώμα του άνθους σε πορφυρό και λευκό, σε αναλογία 3:1 (Koutsika-Sotiriou et al. 2010). Για την αναβάθμισή της, σχεδιάστηκε βελτιωτικό πρόγραμμα που συνδύαζε γενεαλογική ενδοποικιλιακή επιλογή για απόδοση μαζί με αναλυτική βελτίωση για τα χαρακτηριστικά αριθμός λοβών, χρώμα φύλλου και ευρωστία φυτού, διατηρώντας σταθερά τα χαρακτηριστικά του λοβού. Σκοπός της εργασίας είναι η αποτίμηση του έργου αυτού του προγράμματος. Υλικά και Μέθοδοι Τα πειράματα πραγματοποιήθηκαν στο αγρόκτημα του Α.Π.Θ., διήρκεσαν πέντε έτη και είχαν τρία στάδια εφαρμογής. Το υλικό εκκίνησης δόθηκε από την Ένωση Συνεταιρισμών Θηραϊκών Προϊόντων. Στο 1 ο και 2 ο στάδιο πειραματισμού, εφαρμόσθηκε γενεαλογική επιλογή για απόδοση σε σπόρο σε συνδυασμό με αναλυτική βελτίωση για αριθμό λοβών, χρώμα φύλλου, ευρωστία φυτού και διατήρηση των χαρακτηριστικών του λοβού (Ranalli & Cubero 1997, IPGRI 2000). Ο πειραματισμός έγινε σε κυψελωτά σχέδια αγρού (Fasoulas 1977), επιλέγοντας με βάση την απόδοση και τα χαρακτηριστικά του μεμονωμένου φυτού. 38

39 Πραγματοποιήθηκε μελέτη της υπάρχουσας παραλλακτικότητας και επιλογή των φυτών 1 ης γενεάς. Στη συνέχεια διαχωρίστηκαν οι δύο πληθυσμοί, που συνυπήρχαν στην εγχώρια ποικιλία, με βάση το χρώμα του άνθους. Ακολουθήθηκε παράλληλη επιλογή εντός κάθε πληθυσμού και δημιουργήθηκαν οι οικογένειες 2 ης και 3 ης γενεάς. Στο 3 ο στάδιο πειραματισμού, αξιολογήθηκαν οι επιλογές σε πυκνή σπορά in situ και ex situ. Το πειραματικό σχέδιο που χρησιμοποιήθηκε ήταν πλήρως τυχαιοποιημένες ομάδες, με τρεις επαναλήψεις ανά γενετικό υλικό. Τα γενετικά υλικά ήταν επτά: δύο υλικά από κάθε βελτιωμένο πληθυσμό (λευκό ή ιώδη) και τρία υλικά από τον αρχικό πληθυσμό. Κάθε πειραματικό τεμάχιο αποτελούνταν από εφτά γραμμές μήκους 2 m. και με απόσταση 0,25 m. γραμμή από γραμμή. Συγκομίστηκαν οι πέντε γραμμές. Αποτελέσματα Στο πρώτο στάδιο πειραματισμού, πραγματοποιήθηκε η μελέτη της παραλλακτικότητας του εγχώριου πληθυσμού, με την κατανομή της συχνότητας στην απόδοση (μέση τιμή 2,9 g/φυτό) και τον αριθμό λοβών (μέση τιμή 12 λοβοί/φυτό) (Πίν. 1). Τα παραγωγικά φυτά ήταν 39% και βρέθηκαν 4 σπόροι/λοβό. Στο δεύτερο στάδιο πειραματισμού, πραγματοποιήθηκαν τρεις γενεές επιλογής, με τη διαδρομή της συνδυασμένης βελτίωσης στην απόδοση, στον αριθμό παραγωγικών φυτών στον πληθυσμό, στα συστατικά της απόδοσης και στα χαρακτηριστικά του λοβού να σκιαγραφείται στον Πίνακα 1. Τελικά, ο βελτιωμένος πληθυσμός έδωσε απόδοση 17,47-17,82 g/φυτό, με 38,05-40,98 λοβούς/φυτό, 75% αύξηση στα παραγωγικά φυτά και 22% αύξηση στον αριθμό σπόρων/λοβό. Πίνακας 1. Ποσοστό παραγωγικών φυτών, συστατικά απόδοσης και χαρακτηριστικά λοβού στον εγχώριο πληθυσμό και στις γενεές επιλογής που ακολούθησαν. Έτος/ Γενετικό υλικό Αρ. Φυτών Παραγωγικά φυτά (%) Απόδοση σε σπόρο (g.φυτό -1 ) Λοβοί. φυτό -1 Σπόροι. λοβό -1 Χαρακτηριστικά λοβού (cm) Μήκος Πλάτος Ύψος 2005/Εγχώρια ποικιλία ,20% 2,90 12,02 4,01 4,97 0,84 0, /1 η γενεά ,63% 5,40 13,69 4,91 4,82 0,86 0, /2 η γενεά Λευκό Λευκό άνθος 50,56% 89 11,97 24,24 5,09 5,21 0,86 0, η γενεά Ιώδες άνθος 165 Λευκό άνθος 234 Ιώδες άνθος 229 Ιώδες 64,85% Λευκό 73,50% Ιώδες 63,32% 17,42 38,56 5,11 5,04 0,86 0,48 17,82 40,98 4,88 5,21 0,88 0,56 17,47 38,05 4,94 4,97 0,81 0,57 Για τα χαρακτηριστικά χρώμα φύλλου και ευρωστία φυτού, η διαδρομή της συνδυασμένης βελτίωσης περιγράφεται στον Πίνακα 2. Φυτά με κιτρινοπράσινο χρώμα, που ήταν σε ποσοστό 36%, μηδενίστηκαν στους πληθυσμούς 3ης γενεάς, ενώ φυτά με σκούρο πράσινο χρώμα έφθασαν από 89% έως 95%, ήτοι διπλασιάσθηκαν. Τα εύρωστα φυτά στον αρχικό πληθυσμό ήταν περίπου το 1/3, ενώ στον τελικό πληθυσμό έφθασαν τα 2/3. Επίσης, εμφανίσθηκε μία νέα κλάση πολύ εύρωστων φυτών σε ποσοστό από 10% έως 15%. 39

40 Πίνακας 2. Χρώμα φύλλου και ευρωστία φυτού στον εγχώριο πληθυσμό και στις γενεές επιλογής που ακολούθησαν. Έτος/ Γενετικό υλικό 2005/ Εγχώρια ποικιλία 2006/ 1 η γενεά 2007 /2 η γενεά Χρώμα άνθους Χρώμα φύλλου 1 Ευρωστία φυτού ,00a* 18,22b 45,99a 40,89a 25,78b 33,33ab - 3,77c 27,04b 69,48a 16,35b 35,85a 47,80a - Λευκό - 37,78a 63,16a 8,89b 35,56a 44,44a 11,11b Ιώδες 3,74c 28,04b 68,25a 3,74d 28,97b 51,40a 15,89c 2008/ 3 η γενεά Λευκό - 5,23b 94,80a 3,49d 18,60b 68,02a 9,88c Ιώδες 11,03b 88,97a 2,07c 15,17b 67,59a 15,17b *Μέσοι όροι στην ίδια στήλη με ίδιο γράμμα δεν έχουν σημαντικές διαφορές (p 0,05, Χ 2 ). 1 Χρώμα φύλλου, σε κλίμακα 1-3, όπου 1 = κιτρινοπράσινο, 2 = πράσινο, 3 = σκούρο πράσινο. 2 Ευρωστία φυτού, σε κλίμακα 1-7, όπου 1 = αδύναμο, 3 = κανονικό, 5 = εύρωστο, 7 = πολύ ανεπτυγμένο. Η διαδρομή του παραγωγικού δυναμικού (Fasoula & Fasoula 2002) υπολογίσθηκε έτσι ώστε η επιλογή να μη στηρίζεται μόνο στην απόδοση και την αναλυτική βελτίωση, αλλά πρόσθετα και στο παραγωγικό δυναμικό. Το παραγωγικό δυναμικό θεωρήθηκε το άθροισμα τριών συστατικών, ήτοι της απόδοσης ανά φυτό ( X ), του τυποποιημένου μέσου όρου ( X /S) και της δυνατότητας αξιοποίησης των εισροών [( X sel - X )/S]. Η διαδρομή που ακολουθήθηκε παρουσιάζεται στο Σχήμα 1. Τα επτά πρώτα φυτά που επιλέχθηκαν δημιούργησαν τις οικογένειες 1ης γενεάς, έξι με ιώδες χρώμα άνθους και μία με λευκό (οικ. 6). Στους απογόνους 2ης γενεάς, οι οικογένειες με λευκό χρώμα δεν διαφοροποιήθηκαν και έτσι επιλέχθηκαν δύο φυτά από τις οικογένειες 1, 2, 3 και ένα φυτό από από την οικογένεια 4, ενώ από τον ιώδη πληθυσμό επιλέχθηκαν φυτά από τις οικογένειες 2, 5, 6 και 7. Στους απογόνους 3ης γενεάς επιλέχθηκαν οι οικογένειες 1, 2 και 1, 4 από το λευκό και ιώδη πληθυσμό, αντίστοιχα. Στην in situ και ex situ αξιολόγηση (Σχ. 1), οι επιλογές με λευκό άνθος 1 και 2, που προέρχονταν από τις οικογένειες 1 και 2 3ης γενεάς, αντίστοιχα, είχαν κατά μέσο όρο απόδοση στις δύο περιοχές 208,4 και 160,12 (Κg/στρ.), αντίστοιχα, και υπερείχαν από τον αρχικό πληθυσμό κατά 105% και 58%, αντίστοιχα. Oι επιλογές με ιώδες άνθος 1 και 2, που προέρχονταν από τις οικογένειες 1 και 4 3ης γενεάς, αντίστοιχα, είχαν κατά μέσο όρο απόδοση στις δύο περιοχές 140,73 και 142,84 (Κg/στρ.), αντίστοιχα, και υπερείχαν από τον αρχικό πληθυσμό κατά 38% και 41%, αντίστοιχα. 40

41 1 η Γενεά Κωδ. X Χ% Χ/S% Εισ.% Άθροισμα 1 6,1a* ,5a ,2a ,5a ,9a ,9a ,2a Λευκό 2 η Γενεά Ιώδες R-4 R-7 Κωδ. X Χ% X/S % Εισ.% Άθρ. 1 12,1a ,3a ,8a ,6a Κωδ. X X% X/S% Εισ. % Άθρ. 1 12,2 b* ,8 ab ,4 b ,3 ab ,7 ab ,2 b ,8 a η Γενεά R-7 Κωδ. Χ Χ% X/S% Εισρ.% Αθρ. 1 19,6a , ,4 a ,6 a ,0a ,5 a ,9a R-7 Κωδ. Χ Χ% X/S% Εισρ.% Αθρ. 1 16,6b* ,5b ,9ab ,0a ,1b ,0b ,4ab η Γενεά Γενότυποι Απόδοση (Κg/στρ.) (ex situ) (in situ) Πληθυσμός λευκού άνθους-επιλογή 1 210,13a* 206,67a Πληθυσμός λευκού άνθους-επιλογή 2 162,90b 157,33b Πληθυσμός ιώδους άνθους-επιλογή 1 141,46b 140,00bc Πληθυσμός ιώδους άνθους-επιλογή 2 152,34b 133,33bc Εγχώριος πληθ. φάβας Σαντορίνης 1 109,90c 93,33c (πληθυσμός εκκίνησης) Εγχώριος πληθ. φάβας Σαντορίνης 2 103,20c 97,33c Εγχώριος πληθ. φάβας Σαντορίνης 3 107,07c 90,67c CV=10,89 CV=19,92 Σχήμα 1. Βελτιωτικό σχήμα των επιλεγέντων φυτών και οικογενειών με βάση τα συστατικά του παραγωγικού δυναμικού. 41

42 Συζήτηση Η βελτίωση των παραδοσιακών πληθυσμών αποβλέπει στην αύξηση της παραγωγικότητας και της σταθερότητας αυτών για περιβάλλοντα με αυξημένες καταπονήσεις και χαμηλές εισροές. Στα περισσότερα καλλιεργούμενα είδη, η πρόταση για συνεχή βελτίωση είναι παράλληλη αύξηση αφενός της ανοχής στην πυκνότητα και αφετέρου του δυναμικού απόδοσης του μεμονωμένου φυτού (Duvick 1977). Εφαρμόστηκε παραδοσιακή βελτίωση με κριτήριο την απόδοση και αναλυτική βελτίωση με κριτήριο ομάδα μορφολογικών και φυσιολογικών χαρακτηριστικών, που έμμεσα συνδέονται με την απόδοση. Η ετήσια μείωση κατά 14% του συντελεστή παραλλακτικότητας στην απόδοση (Koutsika-Sotiriou et al. 2010) αύξησε τη σταθερότητα του πληθυσμού και απομάκρυνε ανεπιθύμητα αλληλόμορφα (Tollenaar & Wu 1999). Καταληκτικά, χρησιμοποιώντας χαρακτηριστικά συστατικά της απόδοσης και της ευρωστίας του φυτού (Duvick 1984), πραγματοποιήθηκε αποτελεσματική αξιοποίηση ενός παραδοσιακού πληθυσμού (Φάβα Σαντορίνης), που ταυτόχρονα διατήρησε ανέπαφα τα χαρακτηριστικά του λοβού. Βιβλιογραφία Duvick, D.N Genetic rates of gain in hybrid maize yields during the past 40 years. Maydica 22: Duvick, D.N Genetic contributions to yield gains of U.S. hybrid maize, 1930 to In: Fehr, W.R. (Ed.) Genetic contributions to yield gains of five major crop plants. Fasoulas, A.C Field designs for genotypic evaluation and selection. Publication no 7, Department of Genetics and Plant Breeding, Aristotelian University, Thessaloniki, Hellas. Fasoula, V.A., and Fasoula, D.A Principles underlying genetic improvement for high and stable crop yield potential. Field Crops Research 75: IPGRI Descriptors for Lathyrus spp. International Plant Genetic Resources Institute, Rome, Italy, p 60. Koutsika-Sotiriou, M., Mylonas, I.G., Ninou, E., and Traka-Mavrona, E The cultivation revival of a landrace: pedigree and analytical breeding. Euphytica 174: Newton, A.C., Akar, T., Baresel, J.P., Bebeli, P.J., et al Cereal landraces: an essential resource for the future of contemporary agriculture. A review. Agronomy for Sustainable Development 30: Ranalli, R., and Cubero, J.I Bases for genetic improvement of grain legumes. Field Crops Research 53: Tollenaar, M., and Wu, J Yield improvement in temperate maize is attributable to greater stress tolerance. Crop Science 39: Valamoti, S.M., and Kotsakis, K Transitions to agriculture in the Aegean: the archaeobotanical evidence. In: College Sue, Conolly James (Eds) The origins and spread of domestic plants in southwest Asia and Europe. Left Coast Press, Walnut Creek, CA, pp

43 ASSESSMENT OF THE APPLICATION OF AN INTRA-POPULATION SELECTION BREEDING PROGRAM IN THE LANDRACE FAVA SANTORINIS M.Koutsika-Sotiriou 1, I. Mylonas 1, E. Ninou 1,3, and E. Traka-Mavrona 2 1 Laboratory of Genetics and Plant Breeding, School of Agriculture, A.U.Th , Thessaloniki. 2 Agricultural Research Center of Northern Hellas, N.AG.RE.F, Thessaloniki. 3 Laboratory of Agronomy, School of Agriculture, A.U.Th , Thessaloniki. Abstract This study aims at improving the legume landrace Fava Santorinis (Lathyrus sp.) through the study of the existing variability, and an intra-landrace pedigree, combined with analytical selection, scheme. The experiments were conducted at the farm of Aristotle University of Thessaloniki during five growing seasons ( ), and the selection was applied on a spaced plant conditions. In the first stage, single plant frequency distributions of the source landrace for grain yield and pod number plant -1 was studied, and a percentage of 60.80% of non productive plants was found. In the second stage, improvement of grain yield relied on direct pedigree selection, accomplished by analytical selection for the number of pods plant -1, plant leaf color and vigor. This procedure was followed along the first generation progenies, and, later on, along two successive generations on the offsprings of two populations, one with purple and the other with white flower color. In the third stage, the evaluation of the fourth-generation progenies of each population for grain yield, showed superiority ranging from 38,49 to 105% compared to the source landrace. Furthermore, the breeding procedure succeeded in: (i) decreasing the coefficient of variability of grain yield and pods plant -1, thus increasing the stability of performance, (ii) reducing by 56,41 and 39,67% the non productive plants for white and purple flower populations, respectively, and (iii) maintaining the mean and the variability for pod traits as in the original landrace. 43

44 ΕΠΙΛΟΓΗ ΕΝΤΟΣ ΠΑΡΑΔΟΣΙΑΚΟΥ ΠΛΗΘΥΣΜΟΥ ΦΑΚΗΣ ΑΠΟΥΣΙΑ ΑΝΤΑΓΩΝΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΚΟΛΥΝΕΙ ΤΗΝ ΑΝΑΓΝΩΡΙΣΗ ΓΕΝΟΤΥΠΩΝ ΜΕ ΑΝΤΟΧΗ ΣΕ ΙΩΣΕΙΣ Αναστασία Καργιωτίδου 1, Ελισάβετ Χατζηβασιλείου 1, Αριστοτέλης Παπαγεωργίου 2, Γεώργιος Σκαράκης 3, Ιωάννης Τοκατλίδης 1 1 Τμήμα Αγροτικής Ανάπτυξης, Δ.Π.Θ, Ορεστιάδα 2 Τμήμα Δασολογίας και Διαχείρισης Φυσικών Πόρων, Δ.Π.Θ, Ορεστιάδα 3 Εργαστήριο Βελτίωσης Φυτών και Γεωργικού Πειραματισμού, Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Αθηνών Περίληψη Διερευνήθηκε η δυνατότητα απομόνωσης από παραδοσιακό πληθυσμό φακής (Lens culinaris) οικογενειών με αντοχή σε ιώσεις. Ο πειραματισμός διεξήχθη στο αγρόκτημα του ΕΘΙΑΓΕ Ορεστιάδας σε συνθήκες έλλειψης ανταγωνισμού. Την περίοδο επιλέγοντας από τον πληθυσμό 15 υψηλοαποδοτικά φυτά δημιουργήθηκαν 15 οικογένειες 1 ης γενεάς. Η απογονική αξιολόγηση πραγματοποιήθηκε το σε κυψελωτό πείραμα R-21. Με βάση το παραγωγικό δυναμικό ξεχώρισαν τρείς οικογένειες. Από τις οικογένειες αυτές επιλέχτηκαν 12 υψηλοαποδοτικά φυτά, ενώ άλλα τρία υψηλοαποδοτικά φυτά επιλέχτηκαν από άλλες οικογένειες που υστερούσαν ως προς το παραγωγικό δυναμικό, δημιουργώντας έτσι 15 οικογένειες 2 ης γενεάς. Το οι 15 οικογένειες 2 ης γενεάς αξιολογήθηκαν σε κυψελωτό R-21. Η ιολογική εξέταση που πραγματοποιήθηκε (δοκιμή ELISA) ανίχνευσε και ταυτοποίησε 2 από τους 5 σπορομεταδιδόμενους ιούς που μελετήθηκαν, τον BYMV και AlMV, σε 4 οικογένειες 2 ης γενεάς. Σε έξι από τις υπόλοιπες οικογένειες 2 ης γενεάς ανιχνεύτηκαν οι μη σπορομεταδιδόμενοι BLRV και PEMV. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η αξιολόγηση ατομικών φυτών απουσία ανταγωνισμού διευκολύνει τη φαινοτυπική αναγνώριση ευαίσθητων σε ιούς φυτών, και κατά συνέπεια την επιλογή εν δυνάμει ανθεκτικών γενοτύπων ιδιαίτερα όταν η επιλογή γίνεται σε οικογένειες με υψηλή μέση απόδοση και μεγάλο συντελεστή ομοιόστασης. Εισαγωγή Τα τελευταία χρόνια παρατηρείται αύξηση των καλλιεργήσιμων με φακή εκτάσεων. Η υποβάθμιση της γονιμότητας των εδαφών, η άνοδος του βιοτικού επιπέδου και η αλλαγή των συνηθειών διατροφής του πληθυσμού οδήγησαν σε αύξηση της καλλιέργειας και της κατανάλωσης της φακής. Η καλλιέργεια της έχει μικρές απαιτήσεις σε λιπάσματα, είναι ιδανική για ορεινές περιοχές με μειωμένες μεν αποδόσεις αλλά ποιοτικό προϊόν και συνεπώς προσφέρεται για συνθήκες βιολογικής καλλιέργειας. Σημαντικό εχθρό της καλλιέργειας που προκαλεί μείωση της ποιότητας και της ποσότητας του παραγόμενου προϊόντος αποτελούν οι ιολογικές προσβολές. Οι επιπτώσεις της προσβολής μπορεί να είναι από πολύ μικρές έως και ολική καταστροφή, ανάλογα με το χρόνο και τη σοβαρότητα της προσβολής. Η αντιμετώπισή τους δεν είναι άμεση αλλά επιτυγχάνεται με καταπολέμηση των εντόμωνφορέων, με χρησιμοποίηση υγιούς πολλαπλασιαστικού υλικού και χρησιμοποίηση ανθεκτικών ποικιλιών (Beniwal et al., 1993). Η φακή προσβάλλεται από τουλάχιστον 10 διαφορετικούς ιούς (Bos et al., 1988) και πέντε από αυτούς αναφέρονται ότι είναι σπορομεταδιδόμενοι (BBSV γένος Comovirus, PSbMV γένος Potyvirus, BYMV γένος Potyvirus, AlMV γένος Alfamovirus και CMV γένος Cucumovirus). Σημαντική επίσης ζημιά προκαλούν οι μη σπορομεταδιδόμενοι ιοί BLRV (γένος Luteovirus) και PEMV (γένος Enamovirus). Σκοπός της παρούσας εργασίας ήταν, επιλέγοντας ατομικά φυτά για υψηλή απόδοση από ένα παραδοσιακό πληθυσμό φακής, να διερευνηθεί η δυνατότητα απομόνωσης γενοτύπων απαλλαγμένων από διάφορες ιολογικές μολύνσεις. 44

45 Υλικά και Μέθοδοι Το αρχικό γενετικό υλικό αποτέλεσε ένας πληθυσμός φακής που καλλιεργείται στην περιοχή του Β. Έβρου. Ο πειραματισμός διεξήχθη στο αγρόκτημα του ΕΘΙΑΓΕ στην Ορεστιάδα. Το πρώτο έτος ( ) εγκαταστάθηκαν συνολικά 1000 φυτά του πληθυσμού στον αγρό σε κυψελωτή διάταξη με το πειραματικό σχέδιο NR0 (Fasoulas & Fasoula, 1995) και πυκνότητα σποράς 1,2 φυτά/m 2. Υπολογίστηκε η μέση απόδοση σε σπόρο/φυτό (x) και ο συντελεστής παραλλακτικότητας (CV). Με κριτήριο την απόδοση σε σπόρο/φυτό και ανεξάρτητα της θέσης τους επιλέχτηκαν τα 15 υψηλοαποδοτικότερα φυτά, τα οποία αποτέλεσαν 15 οικογένειες 1 ης γενεάς (κάθε φυτό και οικογένεια). Την καλλιεργητική περίοδο πραγματοποιήθηκε απογονικός έλεγχος των 15 οικογενειών σε πειραματικό σχέδιο R21 (Fasoulas & Fasoula, 1995). Για κάθε οικογένεια υπολογίστηκε η μέση απόδοση σε σπόρο ανά φυτό (x) και ο συντελεστής παραλλακτικότητας (CV). Εφαρμόζοντας ένταση επιλογής 1/43 (2,32%) υπολογίστηκε το 2 2 παραγωγικό δυναμικό κάθε φυτού (ΠΔΦ) με την εξίσωση: ( x/ xr ) ( x / s) (Fasoula & Tokatlidis, 2012), όπου x είναι η απόδοση του ατομικού φυτού, x r η μέση απόδοση των φυτών του δακτυλίου, x και s είναι η μέση απόδοση και η τυπική απόκλιση της οικογένειας που ανήκει το φυτό. Επίσης, υπολογίστηκε το παραγωγικό δυναμικό κάθε 2 2 οικογένειας (ΠΔΟ) με την εξίσωση: ( x / xt ) ( x / s), όπου x t είναι η μέση απόδοση στο σύνολο του πειράματος. Η επιλογή έγινε τόσο μεταξύ των οικογενειών όσο και μεταξύ των ατομικών φυτών του πειράματος. Οι συντελεστές ΠΔΦ και ΠΔΟ υπολογίστηκαν για κάθε φυτό και οικογένεια ξεχωριστά. Με βάση το ΠΔΟ ξεχώρισαν τρείς οικογένειες και από αυτές επιλέχτηκαν 12 υψηλοαποδοτικά φυτά, ενώ άλλα τρία υψηλοαποδοτικά φυτά επιλέχτηκαν από άλλες οικογένειες που υστερούσαν ως προς το παραγωγικό δυναμικό, δημιουργώντας έτσι 15 οικογένειες 2 ης γενεάς. Την καλλιεργητική περίοδο πραγματοποιήθηκε απογονικός έλεγχος των οιικογενειών 2 ης γενεάς, σε πειραματικό σχέδιο R21. Για κάθε οικογένεια υπολογίστηκε η μέση απόδοση σε σπόρο ανά φυτό και ο συντελεστής παραλλακτικότητας. Για την ταυτοποίηση και προσδιορισμό του ιολογικού φορτίου που ο συγκεκριμένος πληθυσμός και οι επιλογές φέρουν, επιλέχθηκε η διαγνωστική μέθοδος της ανοσοενζυμικής δοκιμής ELISA (Enzyme-Linked Immunosorbent Assay, ELISA). Αποτελέσματα και Συζήτηση Στον πίνακα 1 παρουσιάζεται η απόδοση σε σπόρο/φυτό και οι συνακόλουθες στατιστικές παράμετροι του αρχικού πληθυσμού. Η μικρή σχετικά μέση απόδοση, συνοδευόμενη από μεγάλη τιμή τυπικής απόκλισης και CV αποδόθηκε στην έντονη προσβολή από ασθένειες (φουζάριο, ιώσεις) που ευνόησε ο ήπιος χειμώνας. Η απόδοση των 15 φυτών που επιλέχτηκαν ως υψηλοαποδοτικότερα κυμάνθηκε από 17,54 μέχρι 26,37g, και ο σπόρος του καθένα αποτέλεσε μια ξεχωριστή οικογένεια 1 ης γενεάς. Για να αξιολογηθεί το φορτίο του αρχικού πληθυσμού με τη μέθοδο της ELISA ελέγχθηκε ιστός φυτών, οπότε ανιχνεύτηκε και ταυτοποιήθηκε σε ποσοστό 16% ο BLRV και σε ποσοστό 12% ο PSbMV. Ο τελευταίος σύμφωνα με τους Bashir κ.α. (2005) αποτελεί τον ιό που προσβάλλει το 64% του γενετικού υλικού φακής των χωρών που συστηματικά την καλλιεργούν. 45

46 Πίνακας 1. Στατιστικές παράμετροι του αρχικού πληθυσμού για απόδοση σε σπόρο (g): αριθμός συγκομιζόμενων φυτών (n), μέσος όρος (x), μέγιστη (max) και ελάχιστη (min) απόδοση, τυπική απόκλιση (s), και συντελεστής παραλλακτικότητας (CV). ΠΛΗΘΥΣΜΟΣ Ορεστιάδας n x max min s CV% 584 3,35 26,37 0,08 4, Κατά την απογονική αξιολόγηση των οικογενειών 1 ης γενεάς, οι μέσες αποδόσεις ανά φυτό κυμάνθηκαν από 5,75 g (οικογένεια 12) έως 10,37 g (οικογένεια 8), ενώ η απόδοση του αρχικού πληθυσμού ήταν 7,92 g. Τρείς οικογένειες υπερείχαν σε απόδοση του μάρτυρα, η οικογένεια 8 κατά 31%, η οικογένεια 2 κατά 13% και η οικογένεια 11 κατά 3%, ενώ οι υπόλοιπες υστερούσαν (Σχήμα 1). Σχήμα 1. Κατάταξη απόδοσης των 15 οικογενειών 1 ης γενεάς ως προς την απόδοση % του αρχικού πληθυσμού. Στον πίνακα 2 παρουσιάζονται τα αποτελέσματα της ανάλυσης του παραγωγικού δυναμικού με τη χρήση της εξίσωσης πρόβλεψής του. Οι τιμές του συντελεστή επίδοσης των οικογενειών στο δακτύλιο κυμάνθηκαν από 0,6 (οικογένεια 6) έως 2,0 (οικογένεια 8). Οι τιμές του συντελεστή ομοιόστασης κυμάνθηκαν από 0,4 (οικογένεια 6) έως 1,2 (οικογένεια 15). Το γινόμενο των δυο συντελεστών που προβλέπει το παραγωγικό δυναμικό των οικογενειών (ΠΔΟ) κυμάνθηκε από 0,5 (οικογένεια 6) έως 2,2 (οικογένεια 8). Με κριτήριο το ΠΔΟ επιλέχτηκαν τρεις οικογένειες, οι οικογένειες 8, 15 και 2, που υπερείχαν κατά 202, 81 και 57% του αρχικού πληθυσμού, αντίστοιχα. Λίγο πριν τη συγκομιδή των φυτών 1 ης γενεάς συλλέχτηκε από το χωράφι φυτικός ιστός από τα φαινομενικά υψηλοαποδοτικά φυτά και εξετάστηκε με ELISA για την ύπαρξη ιολογικών προσβολών. Στο σύνολο των φυτών διαγνώστηκαν δύο από τους πέντε σπορομεταδιδόμενους ιούς, ο AlMV και ο BYMV σε ποσοστό 2% και 33%, αντίστοιχα. Δυο φυτά που επιλέχτηκαν να αποτελέσουν τις οικογένειες 2 ης γενεάς 15-6 και 2-9 βρέθηκαν ιωμένα με τον AlMV και δυο φυτά που επιλέχτηκαν να αποτελέσουν τις οικογένειες 2-8 και 15-7 διαγνώστηκαν ιωμένα με τον BYMV, ενώ όλα τα υπόλοιπα φυτά που επιλέχτηκαν ήταν απαλλαγμένα από ιολογικές προσβολές. Σε κανένα φυτό δεν ανιχνεύτηκε ο PSbMV που είχε ανιχνευτεί στον αρχικό πληθυσμό. Σπορά σε θερμοκήπιο συγκεκριμένου αριθμού σπόρων από τις 4 οικογένειες, τα φυτά προέλευσης των οποίων βρέθηκαν ιωμένα, και έλεγχος του ιστού δεν ανίχνευσε κανέναν από τους δυο ιούς, συμπεραίνοντας ότι η μόλυνση πραγματοποιήθηκε μετά το στάδιο ανθοφορίας γι αυτό και δεν παρατηρήθηκε μετάδοση του ιού στο σπόρο. 46

47 Πίνακας 2. Ανάλυση της εξίσωσης πρόβλεψης του παραγωγικού δυναμικού 2 (ΠΔΟ) στους επιμέρους συντελεστές επίδοσης στο δακτύλιο [ x / x ) ] και 2 ομοιόστασης [ ( x / s) ]. Οικογένεια Συντελεστής επίδοσης στο δακτύλιο 2 x / x ) (%) ( t Συντελεστής ομοιόστασης ( s ( t Παραγωγικό δυναμικό 2 x / ) (%) ΠΔΟ (%) Οικ. 8 2, , ,2 302 Οικ. 15 1,1 97 1, ,3 181 Οικ. 2 1, , ,1 157 Οικ. 11 1, , Οικ. 9 0,8 70 1, ,9 127 Οικ. 10 0,9 79 0, ,8 114 Οικ. 1 1,1 97 0, ,8 111 Οικ. 7 0,9 74 0, ,8 108 Οικ. 13 0,8 70 0, ,7 103 Αρχ. Πληθ. 1, , ,7 100 Οικ. 4 1,0 83 0, ,7 100 Οικ. 3 1,0 85 0, ,6 89 Οικ.5 1,0 87 0, ,6 86 Οικ. 14 0,8 68 0, ,6 86 Οικ. 12 0,6 53 0, ,6 79 Οικ. 6 1,1 95 0,4 71 0,5 67 Ταυτόχρονα με τη σπορά στο χωράφι των 15 οικογενειών 1 ης γενεάς, συγκεκριμένος αριθμός σπόρων από τις οικογένειες αυτές σπάρθηκε σε γλαστράκια και αφέθηκε να αναπτυχθεί στο θερμοκήπιο. Έλεγχος ELISA που πραγματοποιήθηκε στο φυτικό ιστό ανίχνευσε σε ποσοστό 1,5% τον PSbMV σε φυτά προερχόμενα από την οικογένεια 14, σε ποσοστό 6% τον BYMV σε φυτά των οικογενειών 6, 7, 11 και 13 και σε ποσοστό 4% τον BLRV σε φυτά προερχόμενα από τις οικογένειες 1, 2 και 9. Κατά την απογονική αξιολόγηση των οικογενειών 2 ης γενεάς οι μέσοι όροι των αποδόσεων ανά φυτό κυμάνθηκαν από 10,24 g. (οικογένεια 1-14) έως 27,92 g. (οικογένεια 8-2), ενώ η απόδοση του αρχικού πληθυσμού ήταν 11,79 g. Το δυναμικό απόδοσης ανά φυτό των οικογενειών κυμάνθηκε από 87% έως 237% του αρχικού πληθυσμού. Τέσσερις οικογένειες, προερχόμενες από την οικογένεια 8 της 1 ης γενεάς, υπερείχαν στατιστικώς σημαντικά του μάρτυρα, η οικογένεια 8-2 κατά 137%, οι οικογένειες 8-1 και 8-11 κατά 96% και η οικογένεια 8-3 κατά 81% (Σχήμα 2). Κατά το χρονικό διάστημα της αξιολόγησης των οικογενειών 2 ης γενεάς καταγράφηκαν στο χωράφι όλα τα φαινομενικά προσβεβλημένα φυτά, τα πιθανά ιωμένα και μη εύρωστα. Τα συμπτώματα που παρατηρήθηκαν στο χωράφι διακρίνονται σε χλωρώσεις, νανισμό, κοκκινίσματα στα περιθώρια των φύλλων και ίκτερο και στα φυτά με συμπτώματα μωσαϊκού και καρουλιάσματος. Έλεγχος ELISA σε μεγάλο αριθμό αυτών των φυτών ανίχνευσε σε ποσοστό 2% τον CMV, σε ποσοστό 5% τον BYMV και σε ποσοστά 38% και 34% τους μη σπορομεταδιδόμενους PEMV και BLRV, αντίστοιχα. Συνολικά πέντε οικογένειες 2 ης γενεάς, οι 8-2, 8-3, 8-11, 15-6 και 2-8, βρέθηκαν καθαρές από τους επτά ιούς για τους οποίους ελέγχθηκαν. 47

48 Σχήμα 2. Κατάταξη απόδοσης των 15 οικογενειών 2 ης γενεάς ως προς την απόδοση % του αρχικού πληθυσμού. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι σε συνθήκες έλλειψης ανταγωνισμού η επιλογή ατομικών φυτών διευκολύνει την αναγνώριση φαινοτυπικά προσβεβλημένων φυτών και όταν η επιλογή των μεμονωμένων φυτών προέρχεται από οικογένειες που ξεχώρισαν με την υψηλή τους μέση απόδοση και το μεγάλο συντελεστή ομοιόστασης, όπως είναι η οικογένεια 8, διευκολύνεται η αναγνώριση ευαίσθητων σε ιούς γενοτύπων και συνεπώς η επιλογή γενοτύπων καθαρών από αυτούς και πιθανά ανθεκτικών σε αυτούς. Βιβλιογραφία Bashir M., T. Azeem, A. Ali, M. Ijaz Variation in lentil germplasm for reaction to virus infection. Pak. J. Bot. 37(1): Beniwal S.P.S., Bayaa B., Weigand S., Makkouk K., Saxena M.C Field guide to lentil diseases and insect pests. International Centre for Agricultural Research in the Dry Areas, Aleppo, Syria pp 106 Bos L., R.O. Hampton, K.M. Makkouk Virus and virus diseases of pea, lentil, faba bean and chickpea. World crop: cool season food legumes, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, The Netherlands, pp Fasoula V.A. and Fasoula D.A Principles underlying genetic improvement for high and stable crop yield potential. Field Crops Research 75: Fasoula V.A., and Tokatlidis I.S Development of crop cultivars by honeycomb breeding. Agronomy for Sustainable Development 32: Fasoulas A.C., and Fasoula V.A Honeycomb selection designs. Plant Breeding Reviews 13: Kang M.S Simultaneous selection for yield and stability in crop performance trials: consequences for growers. Agronomy Journal 85(3):

49 SELECTION WITHIN A TRADITIONAL LENTIL POPULATION AT LOW PLANT DENSITY FACILITATES IDENTIFICATION OF GENOTYPES RESISTANT TO VIRUS INFECTIONS Anastasia Kargiotidou 1, Elissavet Hadjivassiliou 1, Aristoteles Papageorgiou 2, Georgios Scarakis 3, Ioannis Tokatlidis 1 1 Department of Agricultural Development, Democretian. Univ. Thrace, Orestiada, Hellas 2 Department of Forestry and Natural Resources Management, Democretian. Univ. Thrace, Orestiada, Hellas 3 Laboratory of Plant Breeding and Agricultural Experimentation, Agricultural University of Athens, Iera Odos, Hellas Summary The work was conducted to investigate the chance to isolate resistant/tolerant lines to viruses from a lentil landrace. A non-replicated (NR-0) honeycomb experiment was established in the region of Orestiada, Hellas, during the season, at the low density of 1,2 plants/m 2. Fifteen plants were selected for high grain yield that led to 15 1 st generation lines. In , progeny evaluation was conducted in a R-21 honeycomb experiment, and according to the genotype crop yield potential, analyzed to the progeny yield potential index and the coefficient of homeostasis, three lines were distinguished. Finally, 12 high yielding plants were selected from these superior three lines and three high yielding plants were selected from lines with low crop yield potential, leading thus to 15 2 nd generation lines. In , progeny evaluation of the 2 nd generation lines was conducted in a R-21experiment. Four 2 nd generation lines derived from the three superior 1 st generation lines yielded significantly higher than the original population from 81 up to 139%. ELISA test found four of the 2 nd generation lines to be infected by two out of the five seed-borne viruses examined, i.e. BYMV and AlMV. In six of the rest 2 nd generation lines the BLRV and PEMV viruses were present, which do not belong to the seed-borne group. Consequently, five out of the 15 lines were free of any of the viruses studied. The results were encouraging that evaluation of single plant yield in the absence of competition facilitates the phenotypic identification of susceptible to viruses plants, and thus to isolate potentially resistant/tolerant genotypes, especially when the selection takes place within lines with high mean yield and high coefficient of homeostasis. 49

50 ΣΥΜΒΟΛΗ ΤΗΣ ΕΚΤΙΜΗΣΗΣ ΤΩΝ ΓΟΝΙΔΙΑΚΩΝ ΕΠΙΔΡΑΣΕΩΝ ΣΤΗΝ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΙΚΟΤΗΤΑ ΤΗΣ ΕΠΙΛΟΓΗΣ ΣΤΟ ΚΟΛΟΚΥΘΙ Αθανάσιος Λ. Τσιβελίκας 1,2 και Μεταξία Κούτσικα-Σωτηρίου 1 1 Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης, Εργαστήριο Γενετικής και Βελτίωσης Φυτών, , Θεσσαλονίκη. 2 Εθνικό Ίδρυμα Αγροτικής Έρευνας, Κέντρο Γεωργικής Έρευνας Βόρειας Ελλάδας, , Θέρμη- Θεσσαλονίκη. Περίληψη Μέσα από κατάλληλο δίκτυο διασταυρώσεων που αναπτύχθηκε σε δύο τοπικές ποικιλίες χειμερινού κολοκυθιού των ειδών Cucurbita maxima και C. moschata έγινε επιμερισμός της παραλλακτικότητας για παραγωγικά χαρακτηριστικά και εκτίμηση των συντελεστών κληρονομικότητας (H 2 και h 2 ). Επιπρόσθετα, εφαρμόστηκε ανάλυση μέσων όρων γενεών για την εκτίμηση των γονιδιακών επιδράσεων που ελέγχουν τα συστατικά της απόδοσης. Το μεγαλύτερο ποσοστό της παραλλακτικότητας αποδόθηκε στην αθροιστική συνιστώσα. Ένα απλό πρότυπο αθροιστικής-κυρίαρχης δράσης ερμήνευσε αποτελεσματικά την παραλλακτικότητα των περισσότερων συστατικών της απόδοσης. Ωστόσο, για την τοπική ποικιλία του είδους C. maxima, χρειάστηκε επέκταση του προτύπου, ώστε να συμπεριλάβει και επιστατικές επιδράσεις. Οι συντελεστές κληρονομικότητας έδειξαν χαμηλές έως μέσες τιμές για την ποικιλία C. maxima (H 2 = 0,37-0,54 και h 2 = 0,05-0,37), και μέσες έως υψηλές τιμές για την ποικιλία C. moschata (H 2 = 0,65-0,82 και h 2 = 0,39-0,72). Παράλληλα, στους αρχικούς πληθυσμούς των ποικιλιών εφαρμόστηκαν δύο κύκλοι αυτογονιμοποίησης και ενδοπληθυσμιακής κυψελωτής επιλογής. Το αναμενόμενο γενετικό όφελος που εκτιμήθηκε από τις σειρές του C. maxima (86 Κg/στρ/έτος) ήταν σημαντικά μικρότερο σε σχέση με αυτό που εκτιμήθηκε από τις αντίστοιχες σειρές του C. moschata (364 Κg/στρ/έτος). Τα αποτελέσματα βρίσκονται σε πλήρη συμφωνία με τα πρότυπα των γενετικών παραμέτρων που υποδείχθηκαν προηγουμένως. Το γεγονός αυτό επισημαίνει το όφελος της εκτίμησης των γονιδιακών επιδράσεων στο σχεδιασμό του κατάλληλου βελτιωτικού προγράμματος ανεξάρτητα του υλικού εκκίνησης. Εισαγωγή Το κολοκύθι ανήκει στο γένος Cucurbita, στο οποίο περιλαμβάνονται πέντε καλλιεργούμενα και σχεδόν δέκα άγρια είδη (Robinson and Decker-Walters, 1997). Από αυτά, μόνο τρία (C. pepo, C. maxima και C. moschata) καλλιεργούνται σε εμπορική κλίμακα στον ελλαδικό χώρο, με τον τύπο του θερινού κολοκυθιού (C. pepo L. var. melopepo) να είναι ο πλέον διαδεδομένος για εμπορική καλλιέργεια. Αντίθετα, τα άλλα δύο είδη περιλαμβάνουν κυρίως τους χειμερινούς τύπους κολοκυθιού και καλλιεργούνται συνήθως από ερασιτέχνες παραγωγούς σε συστήματα γεωργίας μειωμένων εισροών. Μολονότι λιγότερο δημοφιλείς από το θερινό κολοκύθι, οι τοπικές ποικιλίες χειμερινού κολοκυθιού διαθέτουν χρήσιμα αγρονομικά και λαχανοκομικά χαρακτηριστικά, που θα μπορούσαν να τις καταστήσουν πολύτιμη πηγή γονιδίων στα βελτιωτικά προγράμματα των εμπορικών τύπων κολοκυθιού (Tsivelikas et al., 2009). Η κληρονόμηση των παραγωγικών χαρακτηριστικών στους χειμερινούς τύπους κολοκυθιού δεν έχει μέχρι σήμερα διευκρινιστεί. Η απόδοση των φυτών επηρεάζεται από ένα πλήθος χαρακτηριστικών, όπως είναι χαρακτηριστικά του άνθους, του τρόπου καρποφορίας, και της αρχιτεκτονικής του φυτού. Σημαντικές ετερωτικές επιδράσεις έχουν βρεθεί για το βάρος του πρώτου ώριμου καρπού και για το μέσο βάρος καρπού στο C. moschata (Gwanama et al., 2001). Επιπρόσθετα, η αναλογία θηλυκών:αρσενικών ανθέων έχει βρεθεί ότι ελέγχεται από περιβαλλοντικούς και γενετικούς παράγοντες και έχουν αναπτυχθεί σειρές των C. maxima και C. moschata με υψηλή αναλογία θηλυκών ανθέων 50

51 (Kwack and Fujieda, 1985). Σημαντική αύξηση των αποδόσεων επιτεύχθηκε εξάλλου με την αλλαγή της αρχιτεκτονικής των φυτών. Έτσι, ο θαμνώδης τύπος ανάπτυξης στο C. maxima είχε ως αποτέλεσμα τη δημιουργία περισσότερο ομοιόμορφων φαινοτυπικά και συμπαγών φυτών με υψηλότερες αποδόσεις σε σχέση με τον έρπον τύπο (Denna and Munger, 1963). Το όφελος από την επιλογή εξαρτάται από τη διαθέσιμη γενετική παραλλακτικότητα στον πληθυσμό, την κληρονομικότητα του χαρακτηριστικού που μελετάται και την εφαρμοζόμενη ένταση επιλογής (Falconer and MacKay, 1996). Συνεπώς, εκτιμήσεις γονιδιακών επιδράσεων, συνιστωσών παραλλακτικότητας και συντελεστών κληρονομικότητας για συστατικά της απόδοσης αποτελούν κρίσιμα στοιχεία για το σχεδιασμό του κατάλληλου βελτιωτικού προγράμματος σε έναν πληθυσμό. Με στόχο να αποτιμήσει τη συμβολή της εκτίμησης των γενετικών παραμέτρων στην αποτελεσματικότητα της επιλογής στο χειμερινό κολοκύθι η μελέτη αυτή σχεδιάστηκε ώστε να υλοποιήσει δύο παράλληλες δράσεις: i) τον επιμερισμό της παραλλακτικότητας και την εκτίμηση των γονιδιακών επιδράσεων που υπεισέρχονται στην κληρονόμηση ορισμένων συστατικών της απόδοσης στο χειμερινό κολοκύθι και ii) την εφαρμογή ενδοπληθυσμιακής επιλογής σε δύο τοπικές ποικιλίες χειμερινού κολοκυθιού και την εκτίμηση του αναμενόμενου γενετικού οφέλους για κάθε μία από αυτές, προκειμένου να εξαχθούν ωφέλιμα συμπεράσματα για το σχεδιασμό των κατάλληλων προ-βελτιωτικών χειρισμών. Υλικά & Μέθοδοι I. Επιμερισμός της παραλλακτικότητας και εκτίμηση των γονιδιακών επιδράσεων. Εφαρμόστηκε πρόγραμμα αυτογονιμοποιήσεων και δημιουργία S 3 σειρών σε δύο τοπικές ποικιλίες χειμερινού κολοκυθιού της Τράπεζας Γενετικού Υλικού (col. No.: GRC016/04, C. maxima και col. No. 183/99, C. moschata). Εντός της κάθε ποικιλίας, επισημάνθηκαν σειρές με μεγάλο (P 1 ) και μικρό (P 2 ) αριθμό καρπών. Την άνοιξη του 2005 πραγματοποιήθηκαν διασταυρώσεις μεταξύ P 1 και P 2 φυτών, για τη δημιουργία της F 1 γενεάς. Το ακόλουθο έτος αναπτύχθηκε κατάλληλο δίκτυο διασταυρώσεων για τη δημιουργία των F 2, BC 1 και BC 2 γενεών διάσπασης. Την άνοιξη του 2007 εγκαταστάθηκαν δύο πειράματα αγρού στην περιοχή του Ομόλιου Λαρίσης με τις έξι γενεές, αντίστοιχα για κάθε ποικιλία. Το πειραματικό σχέδιο που χρησιμοποιήθηκε ήταν πλήρεις ομάδες σε ελεύθερη διάταξη με τέσσερις επαναλήψεις και αποστάσεις φύτευσης 1,50 x 2,00 m. Για να αντισταθμιστεί η μεγαλύτερη παραλλακτικότητα, που αναμένονταν στις F 2, BC 1 και BC 2 γενεές χρησιμοποιήθηκαν 10 φυτά/επανάληψη ενώ για τις γενεές P 1, P 2 και F 1 ο αντίστοιχος αριθμός ήταν 5 φυτά/επανάληψη. Ο επιμερισμός της παραλλακτικότητας, έγινε χρησιμοποιώντας την προσέγγιση του Allard (1999) σύμφωνα με την οποία, η αθροιστική συνιστώσα δίνεται από τη σχέση: V A = 2V F2 (V BC1 + V BC2 ), ενώ η συνιστώσα των αποκλίσεων κυριαρχίας μέσω της σχέσης: V D = V F2 V A + V E. Για την εκτίμηση των γονιδιακών επιδράσεων χρησιμοποιήθηκε η ανάλυση μέσων όρων των γενεών (Mather and Jinks, 1982), προσαρμόζοντας αρχικά ένα πρότυπο τριών επιδράσεων (αθροιστικής-κυρίαρχης δράσης). Η καταλληλότητα του προτύπου ελέγχθηκε στατιστικά με τη δοκιμή του Χ 2 κριτήριου (Mather and Jinks, 1982). Στις περιπτώσεις για τις οποίες η ερμηνεία των τριών επιδράσεων δεν ήταν επαρκής, ακολούθησε επέκταση του προτύπου και σταδιακή προσαρμογή των επιστατικών επιδράσεων, αθροιστική x αθροιστική ([i]), αθροιστική x κυρίαρχη ([j]) και κυρίαρχη x κυρίαρχη ([I]) (Mather and Jinks, 1982). II. Μεθοδολογία Επιλογής και Εκτίμηση Αναμενόμενου Γενετικού Οφέλους. Την άνοιξη του 2005 εγκαταστάθηκαν σε R-7 κυψελωτή διάταξη δύο πειράματα αγρού χρησιμοποιώντας επτά τοπικές ποικιλίες χειμερινού κολοκυθιού του είδους C. maxima και επτά του είδους C. moschata. Κάθε ποικιλία αντιπροσωπεύονταν από 30 φυτά σε αποστάσεις 2,30 x 2,00 m. Εφαρμόστηκε πρόγραμμα αυτογονιμοποίησης ατομικών φυτών. 51

52 Από κάθε είδος επιλέχθηκε μία ποικιλία με βάση τα συστατικά του παραγωγικού δυναμικού (Fasoula and Fasoula, 2000) και εντός της ποικιλίας επιλέχθηκαν τα υψηλοαποδοτικότερα φυτά για τη δημιουργία των S 1 απογονικών σειρών εφαρμόζοντας ένταση επιλογής 14,3 %. Το ακόλουθο έτος, οι S 1 σειρές κάθε ποικιλίας εγκαταστάθηκαν στον αγρό σε δύο R-7 κυψελωτά σχέδια χρησιμοποιώντας τον ίδιο αριθμό φυτών και τις ίδιες αποστάσεις φύτευσης όπως προηγουμένως. Εφαρμόστηκε εκ νέου πρόγραμμα αυτογονιμοποιήσεων ατομικών φυτών. Από κάθε είδος επιλέχθηκε μία σειρά με βάση τα συστατικά του παραγωγικού δυναμικού και εντός της κάθε σειράς επιλέχθηκαν τα υψηλοαποδοτικότερα ατομικά φυτά για τη δημιουργία των S 2 απογονικών σειρών εφαρμόζοντας ένταση επιλογής 14,3 %. Την άνοιξη του 2007 οι S 2 απογονικές σειρές κάθε ποικιλίας μαζί με τους αντίστοιχους αρχικούς πληθυσμούς αξιολογήθηκαν σε διατοπικό πείραμα αγρού στην περιοχή της Θέρμης Θεσσαλονίκης και του Ομόλιου Λαρίσης. Το πειραματικό σχέδιο που χρησιμοποιήθηκε σε κάθε περίπτωση ήταν πλήρεις ομάδες σε ελεύθερη διάταξη με τέσσερις επαναλήψεις και οι αποστάσεις φύτευσης 1,50 x 2,00 m. Τα δεδομένα της απόδοσης αναλύθηκαν προσαρμόζοντας ένα γενικό γραμμικό πρότυπο με τις τοποθεσίες και τις επαναλήψεις ως τυχαίους παράγοντες και τις απογονικές σειρές ως σταθερούς παράγοντες. Η σύγκριση των μέσων όρων έγινε με τη βοήθεια της δοκιμής ΕΣΔ για α = 0,05. Από τις εκτιμήσεις των αναμενόμενων μέσων τετραγώνων υπολογίστηκαν οι συνιστώσες της παραλλακτικότητας και ακολούθως έγινε εκτίμηση του ετήσιου αναμενόμενου γενετικού οφέλους σύμφωνα με τον τύπο του Eberhart (1972): όπου, G y : το αναμενόμενο γενετικό όφελος ανά έτος, k: το τυποποιημένο διαφορικό επιλογής, y: η διάρκεια σε έτη για την ολοκλήρωση ενός κύκλου επιλογής, σ 2 Α = η αθροιστική παραλλακτικότητα, σ 2 ε = η κοινή παραλλακτικότητα (σφάλμα), σ 2 GE = η 2 παραλλακτικότητα που οφείλεται στην αλληλεπίδραση γενοτύπου x περιβάλλοντος και σ G = η γενετική παραλλακτικότητα. Αποτελέσματα Από την ανάλυση των δεδομένων των συστατικών της απόδοσης διαπιστώθηκε διαφορετικό πρότυπο επιμερισμού της παραλλακτικότητας για τους πληθυσμούς των δύο τοπικών ποικιλιών που μελετήθηκαν (Πίνακας 1). Ειδικότερα, το μεγαλύτερο μέρος της παραλλακτικότητας αποδόθηκε σε παραλλακτικότητα περιβάλλοντος για την ποικιλία του C. maxima, ενώ για την ποικιλία του C. moschata το μεγαλύτερο μέρος αποδόθηκε σε γενετική παραλλακτικότητα. Σε κάθε περίπτωση ωστόσο, το μεγαλύτερο ποσοστό από το σύνολο της γενετικής παραλλακτικότητας οφείλονταν στην αθροιστική συνιστώσα και μόνο ένα μικρό μέρος σε αποκλίσεις κυριαρχίας. Εξαίρεση αποτέλεσε το μέσο βάρος καρπού για την ποικιλία του C. maxima, για το οποίο η παραλλακτικότητα λόγω αποκλίσεων κυριαρχίας ήταν ιδιαίτερα υψηλή (Πίνακας 1). 52

53 Πίνακας 1. Επιμερισμός της παραλλακτικότητας και συντελεστές κληρονομικότητας για τα συστατικά της απόδοσης στις δύο τοπικές ποικιλίες χειμερινού κολοκυθιού. Συνιστώσα GRC016/04 (C. maxima) GRC183/99 (C. moschata) Παραλλακτικότητας Αριθμός Καρπών Συνολική Απόδοση Μέσο Βάρος Καρπού Αριθμός Καρπών Συνολική Απόδοση Μέσο Βάρος Καρπού Περιβαλλοντική (V E ) 0, , ,34 0, , ,47 Γενετική (V G ) 0, , ,86 0, , ,78 Αθροιστική 0, , ,49 0, , ,88 (V A ) Κυριαρχίας 0, , ,37 0, , ,90 (V D ) Η 2 (V G /V P ) 0,540 0,366 0,428 0,819 0,653 0,729 h 2 (V A /V P ) 0,371 0,250 0,045 0,724 0,388 0,447 Οι συντελεστές κληρονομικότητας εξάλλου, έδειξαν χαμηλές έως μέσες τιμές για την ποικιλία C. maxima (H 2 = 0,37-0,54 και h 2 = 0,05-0,37), και μέσες έως υψηλές τιμές για την ποικιλία C. moschata (H 2 = 0,65-0,82 και h 2 = 0,39-0,72) (Πίνακας 1). Από την ανάλυση μέσων όρων των γενεών προέκυψε ότι το απλό πρότυπο αθροιστικήςκυρίαρχης δράσης δεν ήταν ικανό να ερμηνεύσει την παραλλακτικότητα μεταξύ των γενεών του C. maxima (Πίνακας 2). Εξαίρεση αποτέλεσε το μέσο βάρος καρπού για το οποίο οι αθροιστικές και κυρίαρχες επιδράσεις ήταν επαρκείς για την εκτίμηση της συμπεριφοράς των γενεών (Πίνακας 2). Έτσι, τόσο για τον αριθμό των παραγόμενων καρπών όσο και για τη συνολική απόδοση απαιτήθηκε προσαρμογή του προτύπου, ώστε να συμπεριλάβει όλους του τύπους των επιστατικών επιδράσεων (Πίνακας 2). Αντίθετα, ένα απλό πρότυπο τριών επιδράσεων ήταν ικανοποιητικό για να ερμηνεύσει αποτελεσματικά την παραλλακτικότητα μεταξύ των γενεών του C. moschata, τόσο σε ότι αφορά στον αριθμό των παραγόμενων καρπών, όσο και στη συνολική απόδοση (Πίνακας 2). Εξαίρεση, αποτέλεσε το μέσο βάρος καρπού, για το οποίο απαιτήθηκε επέκταση του προτύπου, ώστε να συμπεριλάβει μέρος των επιστατικών αλληλεπιδράσεων (Πίνακας 2). Πίνακας 2. Εκτιμήσεις των γονιδιακών επιδράσεων και των τυπικών σφαλμάτων για συστατικά της απόδοσης στις δύο τοπικές ποικιλίες χειμερινού κολοκυθιού Πρότυπο GRC016/04 (C. maxima) GRC183/99 (C. moschata) Αριθμός Καρπών Συνολική Απόδοση Μέσο Βάρος Καρπού Αριθμός Καρπών Συνολική Απόδοση Μέσο Βάρος Καρπού m 1 3,18±0, ±317,9 8551± 370,5 3,95±0, ±210,7 4093,9±72,6 [d] 0,84±0, ,3±305,2-2183±372,6 0,68±0, ±209,9-72,4±72,6 [h] -0,12±0,18 812,8±595,4-411±485,1-0,75±0, ±356,6 314,7±122,2 X 2 8,892* 10,610* 4,089 3,283 2,781 10,749* M 5,25±0, ± ,7±262,5 [d] 0,85±0, ,9± ,7±81,2 [h] -5,30±1, ± ,3±315,8 [i] -2,00±0, ± ,5±282,4 [j] 0,000-59,7± ,1±393,8 [I] 3,20±1, ±3210 X 2 1,342 1 Τα σύμβολα των γενετικών επιδράσεων ερμηνεύονται ως ακολούθως: m = μέσος όρος των ομοζύγωτων γονέων, [d] = αθροιστικές επιδράσεις, [h] = επιδράσεις κυριαρχίας, [i] = αθροιστικές x αθροιστικές επιστατικές επιδράσεις, [j] = αθροιστικές x κυρίαρχες επιστατικές επιδράσεις, [I] = κυρίαρχες x κυρίαρχες επιστατικές επιδράσεις. 53

54 Πίνακας 3. Σύγκριση μέσων όρων των S 2 απογονικών σειρών και των αντίστοιχων αρχικών πληθυσμών των τοπικών ποικιλιών χειμερινού κολοκυθιού στα δύο περιβάλλοντα αξιολόγησης. Κωδικός Σειράς Θέρμη Θεσσαλονίκης Ομόλιο Λάρισας Συνολική Απόδοση (g) Αριθμός Καρπών Μέσο Βάρος Καρπού (g) Συνολική Απόδοση (g) Αριθμός Καρπών Μέσο Βάρος Καρπού (g) 3/4/10 max 14110,00 a 1 bc 3,15 a 4731,68 abc 23610,00 abc 2,85 abcd 8231,22 ab 4/4/5 max 12600,00 ab 1 c 2,80 a 4633,61 abc 25225,00 abc 3,35 abcd 7577,88 ab 5/4/15 max 11230,00 abc 1 3,15 a 3594,80 abc 24682,50 abc 2,75 abcd 8857,45 ab 9/4/4 max 9245,00 abc 1 2,90 a 3267,76 abc 13130,00 abc 1,75 abcd 7408,65 ab 9/4/11 max 11385,00 abc 1 2,85 a 4104,66 abc 23952,50 abc 2,50 abcd 9608,50 ab 11/4/2 max 12415,00 abc 1 3,35 a 3645,45 abc 16760,00 abc 2,00 abcd 8346,23 ab GRC016/ ,00 abc 1 2,90 a 3522,64 abc 17257,50 abc 2,45 abcd 6989,63 ab Μ.Ο. σειρών 11830,833 3, , ,667 2, ,322 3/3/9 mos 16360,00 abcd 3,90 ab 4195,39 a 19992,50 abc 3,60 a 5611,73 a 4/3/4 mos 14605,00 abcd 1 3,50 ab 4181,46 a 18022,50 abc 3,55 a 5204,58 a 12/3/3 mos 15355,00 abcd 1 3,50 ab 4412,08 a 17165,00 abc 3,45 a 5030,71 a 12/3/10 mos 16270,00 abcd 1 3,85 ab 4246,43 a 16840,50 abc 3,10 a 5450,06 a 13/3/6 mos 17450,00 abcd 1 3,95 ab 4427,79 a 24740,00 abc 4,45 a 5799,83 a 14/3/1 mos 15720,00 abcd 1 3,70 ab 4296,69 a 18610,00 abc 3,65 a 5196,30 a GRC183/ ,00 abcd 1 3,35 ab 4252,93 a 15275,00 abc 3,15 a 4894,47 a Μ.Ο. σειρών 15960,000 3, , ,417 3, ,202 1 Μέσοι όροι που συνοδεύονται από διαφορετικό γράμμα διαφέρουν σημαντικά μεταξύ τους σύμφωνα με τη δοκιμή ΕΣΔ (α = 0,05). Η εφαρμογή της κυψελωτής ενδοπληθυσμιακής επιλογής έδειξε υψηλή αποτελεσματικότητα για τις δύο τοπικές ποικιλίες, όπως προέκυψε από την ανάλυση των δεδομένων στα δύο περιβάλλοντα. Ειδικότερα, για την ποικιλία του C. maxima, η μέση απόδοση των σειρών ήταν από 15,8-23,0 % υψηλότερη σε σχέση με την απόδοση του αρχικού πληθυσμού, ενώ μία σειρά στη Θέρμη και δύο στο Ομόλιο υπερείχαν σημαντικά από αυτόν (Πίνακας 3). Για την ποικιλία του C. moschata, η μέση απόδοση των σειρών ήταν από 12,2-35,2 % υψηλότερη σε σχέση με την απόδοση του αρχικού πληθυσμού. Τέσσερις σειρές στη Θέρμη και δύο στο Ομόλιο υπερείχαν σημαντικά έναντι του αρχικού πληθυσμού (Πίνακας 3). Το αναμενόμενο ετήσιο γενετικό όφελος που υπολογίστηκε για την απόδοση των δύο τοπικών ποικιλιών χειμερινού κολοκυθιού ανήλθε σε 86 Κg/στρ/έτος για την ποικιλία του C. maxima και σε 364 Κg/στρ/έτος για την ποικιλία του C. moschata. Συζήτηση Ο επιμερισμός της φαινοτυπικής παραλλακτικότητας έδειξε υψηλή επίδραση του περιβάλλοντος για τα παραγωγικά χαρακτηριστικά του πληθυσμού C. maxima σε αντίθεση με τον πληθυσμό C. moschata για τον οποίο το περιβάλλον αποτελούσε μικρό μέρος της συνολικής παραλλακτικότητας. Από την ανάλυση μέσων όρων των γενεών, προέκυψε ότι ως προς τον αριθμό καρπών (χαρακτηριστικό για το οποίο επιλέχθηκαν οι αρχικοί γονείς για διασταυρώσεις) οι δύο ποικιλίες κατέδειξαν υψηλές αθροιστικές επιδράσεις, ενώ βρέθηκαν αρνητικές επιδράσεις των αποκλίσεων κυριαρχίας. Τέτοιες αρνητικές επιδράσεις με σχετικά μεγάλο τυπικό σφάλμα για τις αποκλίσεις κυριαρχίας, καταδεικνύουν ότι η κυρίαρχη συνιστώσα της γενετικής παραλλακτικότητας είναι σχετικά μικρή σε έναν πληθυσμό (Hallauer and Miranda, 1988). Ένα απλό πρότυπο αθροιστικής-κυρίαρχης δράσης ήταν ικανό να ερμηνεύσει τις γονιδιακές επιδράσεις για τον πληθυσμό του C. moschata, επισημαίνοντας ότι μπορεί να ασκηθεί άμεση επιλογή για απόδοση στο συγκεκριμένο πληθυσμό. Ωστόσο, απαιτήθηκε επέκταση του προτύπου για να συμπεριλάβει όλους τους τύπους των επιστατικών επιδράσεων για την εκτίμηση των περισσότερων παραγωγικών χαρακτηριστικών που μελετήθηκαν στον πληθυσμό του C. maxima, γεγονός που προτείνει την προσαρμογή ενός σχήματος επαναλαμβανόμενης επιλογής για τη βελτίωση του συγκεκριμένου πληθυσμού. 54

55 Τα παραπάνω επιβεβαιώνονται και με την εφαρμογή της ενδοπληθυσμιακής επιλογής για απόδοση στους δύο τοπικούς πληθυσμούς. Σε κάθε περίπτωση η επιλογή έδειξε αποτελεσματικότητα, ωστόσο το όφελος που εκτιμήθηκε από την απευθείας επιλογή για απόδοση στο C. moschata ήταν σημαντικά υψηλότερο σε σχέση με το αντίστοιχο για το C. maxima, επισημαίνοντας την αξία της εκτίμησης των γενετικών παραμέτρων στο σχεδιασμό και την υλοποίηση του κατάλληλου βελτιωτικού προγράμματος. Βιβλιογραφία Allard, R. W Principles of Plant Breeding. 2 nd Edition, John Wiley and Sons, New York, USA. Denna, D. W. and Munger, H. M Morphology of the bush and vine habits and the allelism of the bush genes in Cucurbita maxima and C. pepo squash. Proc. Amer. Soc. Hort. Sci., 82: Eberhart S. A Techniques and methods for more efficient population improvement in sorghum. In: Rao, N. G. P. and House, L. R. (Eds.) Sorghum in Seventies. Oxford and IBH Publishing, New Delhi. Fasoula, V. A. and Fasoula, D. A Honeycomb breeding: principles and applications. Plant Breeding Reviews, 18: Falconer, D. S. and Mackay, T. F. C Introduction to Quantitative Genetics, Longman Group Ltd., England. Gwanama, C., Botha, A. M. and Labuschagne, M. T Genetic effects and heterosis of flowering and fruit characteristics of tropical pumpkin. Plant Breed., 120 (3): Hallauer, A. R. and Miranda-Fo, J. B Quantitative genetics in maize breeding. 2 nd Edition, Iowa State Univ. Press, Ames, IA. Kwack, S. N. and Fujieda, K Breeding high female lines through interspecific hybridization of Cucurbita, Cucurbit Genet. Coop., 8: Mather, K. and Jinks, J. L Biometrical Genetics, Chapman and Hall, London. Robinson, R. W. and Decker-Walters, D. S Cucurbits. CAB International, Wallingford, U.K. Tsivelikas, A. L., Koutita, O., Anastasiadou, A., Skaracis, G. N., Traka-Mavrona, E. and Koutsika-Sotiriou, M Description and analysis of genetic diversity among winter squash accessions. Braz. Arch. Biol. Technol., 52 (2):

56 CONTRIBUTION OF GENE ACTION ASSESSEMENT IN SELECTION EFFICIENCY IN SQUASH Athanasios L. Tsivelikas 1,2 and Metaxia Koutsika-Sotiriou 1 1 Aristotle University of Thessaloniki, Faculty of Agriculture, Laboratory of Genetics and Plant Breeding, , Thessaloniki, Hellas. 2 National Agricultural Research Foundation, Agricultural Research Center of Northern Hellas, , Thermi- Thessaloniki, Hellas. Abstract An appropriate crossing scheme in two winter squash landraces (C. maxima and C. moschata) was implemented, in order to estimate genetic variance components and assess the gene actions responsible for yield components, using generation means analysis. Additive variance was the largest component in almost every case. A three parameter additive-dominance model accounted for most of the variation among generations with additive gene actions being predominant. However, for C. maxima, the expansion of the model was necessary, in order to include epistatic effects. Heritability estimates indicated low or medium values for C. maxima (H 2 = 0,37-0,54 and h 2 = 0,05-0,37) and medium to high values for C. moschata (H 2 = 0,65-0,82 και h 2 = 0,39-0,72). In addition, an intrapopulation honeycomb selection was applied in these two landraces. A high efficiency was revealed predicting a high annual genetic gain for both of the landraces (i.e. 86 Kg/str/year for C. maxima and 364 Kg/str/year for C. moschata) in concordance with the estimates of genetic parameters. 56

57 ΜΟΡΙΑΚΗ ΒΕΛΤΙΩΣΗ ΦΥΤΩΝ: ΠΡΟΚΛΗΣΕΙΣ ΚΑΙ ΠΡΟΟΠΤΙΚΕΣ Α. Πολύδωρος Εργαστήριο Γενετικής και Βελτίωσης των Φυτών, ΑΠΘ, Γεωπονική Σχολή Τ.Θ. 261, Θεσσαλονίκη Η Μοριακή Βελτίωση είναι ένας γενικός όρος που χρησιμοποιείται για το διεπιστημονικό πεδίο που συνδυάζει την έρευνα, την ανάπτυξη εργαλείων και τις εφαρμογές αποτελεσμάτων της μοριακής βιολογίας με συμβατικές βελτιωτικές μεθοδολογίες για τη βελτίωση των φυτών. Στην σύγχρονη μορφή της συμπεριλαμβάνει δύο κύριες κατηγορίες εφαρμογών: τη χρήση μοριακών δεικτών στην υποβοήθηση της βελτιωτικής διαδικασίας και τη γενετική μηχανική για γενετική τροποποίηση των φυτών. Εφαρμογές όπως η χρήση μοριακών δεικτών στην αξιολόγηση της γενοτυπικής παραλλακτικότητας, στην επιλογή γενοτύπων, στην επαναδιασταύρωση, όπως επίσης και η χρήση διαγονιδίων για γενετική τροποποίηση έχουν ήδη ενσωματωθεί στη βελτιωτική πράξη, ενώ άλλες όπως η επιλογή σε επίπεδο ολόκληρου του γονιδιώματος (genomewide selection) βρίσκονται σε φάση διερεύνησης. Ωστόσο οι μοριακές αυτές τεχνολογίες αν και χρησιμοποιούνται ευρύτατα στον ιδιωτικό τομέα, περιορίζονται διεθνώς σε λίγα πολύ προηγμένα δημόσια κέντρα και ινστιτούτα. Τα τελευταία χρόνια γίναμε μάρτυρες μιας εκπληκτικής ανάπτυξης της γνώσης των πληροφοριών και των εργαλείων της μοριακής γενετικής που οδήγησε στην αλληλούχιση και κατανόηση της δομής μια σειράς γονιδιωμάτων οργανισμών μεταξύ των οποίων φυτάμοντέλα αλλά και σημαντικά καλλιεργούμενα φυτικά είδη. Η γνώση της αλληλουχίας μεταξύ άλλων του γονιδιώματος της αραβίδοψης, του ρυζιού, του καλαμποκιού και πολύ πρόσφατα του σταριού, σε συνδυασμό με τεχνολογίες μεγάλου όγκου αναλύσεων (highthroughput) για την ανάλυση μετάγραφων, πρωτεϊνών καθώς και μεταλλαγμένων γενοτύπων παρέχουν τη βάση για την κατανόηση των σχέσεων μεταξύ λειτουργίας των γονιδίων και εκδήλωσης φαινοτύπων. Αυτό αναμφίβολα θα υποβοηθήσει την περαιτέρω ενσωμάτωση των μοριακών τεχνολογιών στην βελτίωση. Μια ολοκληρωμένη προσέγγιση μοριακής βελτίωσης στο άμεσο μέλλον, θα βασίζεται στην εφαρμογή τεχνολογιών μεγάλου όγκου αναλύσεων, οικονομικών πρωτόκολλων, ενσωμάτωσης των επιπτώσεων γενετικών και περιβαλλοντικών παραγόντων και πλήρους κατανόησης της κληρονόμησης ποσοτικών χαρακτήρων. Καθώς η συσσωρευμένη μέχρι σήμερα γνώση και εμπειρία επιτρέπει την αισιοδοξία ότι μια τέτοια προοπτική είναι ορατή, οι μεγάλες πολυεθνικές εταιρείες του χώρου αυτού έχουν εκτοξεύσει τις επενδύσεις και τις προσδοκίες κερδών από τις νέες τεχνολογίες. Η μεγάλη πρόκληση συνεπώς για τους βελτιωτές των δημόσιων Ιδρυμάτων και Ινστιτούτων είναι να μεταφραστεί και να ενσωματωθεί η νέα γνώση από τη γονιδιωματική και τη μοριακή βιολογία στα κατάλληλα εργαλεία και μεθοδολογίες για τη χρήση τους σε προγράμματα βελτίωσης φυτών του δημόσιου τομέα, ώστε να διασφαλιστεί ο αποτελεσματικός δημόσιος έλεγχος στον κρίσιμο τομέα της επάρκειας τροφίμων, παγκοσμίως. 57

58 ΣΤΑΘΜΙΣΜΕΝΟΙ ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΕΣ: ΑΝΑΛΥΣΗ ΤΗΣ ΔΙΑΚΡΙΤΙΚΗΣ ΙΚΑΝΟΤΗΤΑΣ ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΩΝ ΟΜΟΙΟΤΗΤΑΣ ΚΑΙ ΣΥΓΓΕΝΕΙΑΣ Γ. Συμιλλίδης Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Αθηνών Τμήμα Επιστήμης Φυτικής Παραγωγής Εργαστήριο Βελτίωσης Φυτών και Γεωργικού Πειραματισμού Ιερά Οδός 75, Αθήνα Κατά την εφαρμογή μεθόδων Ανάλυσης Συστάδων (Cluster Analysis methods) χρησιμοποιούνται συντελεστές ομοιότητας ή συγγένειας, ώστε να μπορεί να αποδοθεί ποσοτικά η σχέση δύο ατόμων ή δύο πληθυσμών. Κατά το παρελθόν έχουν προταθεί πολλοί τρόποι εκτίμησης των συντελεστών αυτών που λαμβάνουν υπόψη την παρουσία/απουσία αλληλομόρφων ή ζωνών, με ή χωρίς ποσοτική στάθμιση. Μία άλλη παράμετρος που επηρεάζει τους συντελεστές, η οποία όμως έχει χρησιμοποιηθεί πολύ λιγότερο, είναι η σχετική συχνότητα. Στην κατεύθυνση αυτή, διερευνήθηκε η εφαρμογή της παραμέτρου αυτής επί διαφορετικών συνόλων ποικιλιών. Η εκτίμηση των συντελεστών έγινε με τη βοήθεια προγράμματος που αναπτύχθηκε σε περιβάλλον του λογισμικού SigmaPlot 2000, χρησιμοποιώντας τη σχετική συχνότητα γλιαδινικών ζωνών. Η μέθοδος στάθμισης με τη σχετική συχνότητα είναι αποτελεσματική ανεξαρτήτως του τρόπου εκτίμησης των συντελεστών και έχει πιθανά εφαρμογή και σε άλλα είδη δεικτών. Αποτέλεσμα της παραπάνω εφαρμογής είναι η αύξηση της παραλλακτικότητας, μέχρι και τρεις φορές και ως εκ τούτου η αύξηση της διακριτικής ικανότητας των σταθμισμένων δεικτών έναντι των αντίστοιχων μη σταθμισμένων. Οι κατά μέγεθος διατεταγμένοι συντελεστές ομοιότητας (Cs) και συγγένειας (Cm) ακολουθούν εκθετική ανάπτυξη και βρίσκονται σε σημαντική συσχέτιση με το μέγεθος της μετατόπισης των σταθμισμένων συντελεστών Cs rf και Cm rf αντίστοιχα, κυρίως για συντελεστές που βρίσκονται στα δύο άκρα της διάταξης. Ειδικότερα, διακρίνονται τα ζεύγη ατόμων ή σειρών με μικρή ομοιότητα ή συγγένεια, γεγονός που ενδιαφέρει ιδιαίτερα τους βελτιωτές. Επιπλέον, τα φυλογενετικά δένδρα που δημιουργούνται, παρουσιάζουν μικρές ανακατατάξεις οι οποίες ερμηνεύονται άριστα από τις γενεαλογίες των ποικιλιών, ειδικότερα σε σχέση με τους πρόσφατους κοινούς προγόνους τους. 58

59 Ο ΡΟΛΟΣ ΤΗΣ ΛΟΥΠΕΟΛΗΣ ΣΤΗN ΟΝΤΟΓΕΝΕΣΗ ΤΩΝ ΦΥΜΑΤΙΩΝ ΤΩΝ ΨΥΧΑΝΘΩΝ Κ. Δελής 1,4, Α. Κροκιδά 1, Δ. Κατσαρού 1,, Σ. Γεωργίου 1, L. M. Peña-Rodríguez 3, Α. Osbourn 2 και Κ. Παπαδοπούλου 1 1 Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας, Τμήμα Βιοχημείας & Βιοτεχνολογίας, Εργ. Βιοτεχνολογίας Φυτών & Περιβάλλοντος, 41221, Λάρισα 2 John Innes Centre, Norwich, NR4 7UH, UK 3 Unidad de Biotecnología, Centro de Investigación Científica de Yucatán, Mérida, Yucatán, México 4 Σχολή Τεχνολογίας Γεωπονίας Τ.Ε.Ι Καλαμάτας Τα φυτά αντίθετα με τα ζώα δε μπορούν να κινηθούν μακριά από αντίξοες περιβαλλοντολογικές συνθήκες. Έτσι τα φυτά έχουν αναπτύξει χημικές λύσεις ως απάντηση σε καθημερινές προκλήσεις. Το χημικό οπλοστάσιο των φυτών είναι κυρίως οι δευτερογενείς μεταβολίτες. Η πολυπληθέστερη ομάδα δευτερογενών μεταβολιτών είναι τα τερπένια, ενώ τα τριτερπένια αποτελούν τη μεγαλύτερη υποομάδα τους. Στη παρούσα εργασία μελετήθηκε ο φυσιολογικός ρόλος ενός τριτερπενοειδούς της λουπεόλης στις αναπτυσσόμενες ρίζες και φυμάτια των ψυχανθών. Η βιοσύνθεση της λουπεόλης πραγματοποιείται από το γονίδιο OSC3, το οποίo εκφράζεται αποκλειστικά στις ρίζες των μη μολυσμένων και τα φυμάτια και τις ρίζες των μολυσμένων με το Mesorhizobium loti (strain R7A) φυτών. Χωροταξικά η έκφραση του γονιδίου συμπίπτει με εκείνη των ENOD2/ΕΝΟD40 παραγόντων φυματιογένεσης και εντοπίζεται στο εσωτερικό φλοιώδες παρέγχυμα και τα μη μολυσμένα κύτταρα των φυματίων, τόσο στις 14 (αναπτυσσόμενα φυμάτια) όσο και στις 28 ημέρες (ώριμα φυμάτια) μετά τη μόλυνση. Η σίγηση του γονιδίου OSC3 είχε ως αποτέλεσμα την αύξηση του αριθμού των φυματίων στις 20 μέρες μετά τη μόλυνση σε σχέση με τα αγρίου τύπου φυτά, ενώ στις 40 ημέρες ο αριθμός των φυματίων εξισώνεται. Ο φαινότυπος είναι παρόμοιος με εκείνο των enod40 φυτών και υπονοείται η δράση των γονιδίων στο ίδιο μονοπάτι. Η συγκεκριμένη άποψη ενισχύεται και από την αύξηση των επιπέδων έκφρασης του γονιδίου ENOD40 στα osc3 φυτά, ενώ η εξωγενής χρήση λουπεόλης μείωσε συστηματικά την έκφραση του ENOD40. Για πρώτη φορά ένα τριτερπενοειδές συσχετίζεται ευθέως με αναπτυξιακή διαδικασία στα φυτά. 59

60 ΜΟΡΙΑΚΟΙ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΕΛΕΓΧΟΥ ΤΟΥ ΣΧΗΜΑΤΟΣ ΤΩΝ ΚΑΡΠΩΝ ΚΑΙ Ο ΡΟΛΟΣ ΤΟΥΣ ΣΤΗΝ ΒΕΛΤΙΩΣΗ : ΤΑ ΓΟΝΙΔΙΑ ΕΛΕΓΧΟΥ ΤΟΥ ΚΑΡΠΟΥ ΤΗΣ ΠΙΠΕΡΙΑΣ Α. Τσάμπαλλα 1, Κ. Πασέντσης 2 και Α. Τσαυτάρης 1,2 1 Εργαστήριο Γενετικής και Βελτίωσης των Φυτών, Γεωπονική Σχολή, Α.Π.Θ., 54124, Θεσσαλονίκη 2 Ινστιτούτο Αγροβιοτεχνολογίας (ΙΝ.Α.), Ε.Κ.Ε.Τ.Α., 57001, Θέρμη, Θεσσαλονίκη Περίληψη Κατά την διάρκεια της εξέλιξης και της συνεχούς βελτίωσης των λαχανοκομικών ειδών μεγάλες ήταν οι αλλαγές που συντελέστηκαν στους καρπούς τους και αφορούσαν το μέγεθος των καρπών και το σχήμα τους. Στην πιπεριά (C.annuum), της οικογένειας των Σολανωδών, το σχήμα των καρπών στα άγρια είδη ποικίλλει μεταξύ βασικών σχημάτων όπως οβάλ, σφαιρικό ή επιμηκυσμένο. Η συνεχής όμως επιλογή οδήγησε σε μία μεγάλη αύξηση στο μέγεθος των καρπών της και στην μεγαλύτερη παραλλακτικότητα ως προς το σχήμα τους (Paran & van der Knaap 2007). Σκοπός της παρούσας εργασίας ήταν η απομόνωση και χαρακτηρισμός γονιδίων που πιθανόν εμπλέκονται στον έλεγχο του σχήματος καρπού της πιπεριάς, ενός χαρακτήρα που τόσο δεδομένα της ομάδας μας όσο και άλλων ομάδων έδειξαν ότι επηρεάζεται στα εμβολιασμένα φυτάρια. Τα δύο γονίδια στα οποία επικεντρώθηκε η μελέτη ήταν τα Ovate και Sun (κυρίως όμως στο Ovate) που στη συγγενική τομάτα ελέγχουν το σχήμα του καρπού. Ομόλογα των γονιδίων αυτών απομονώθηκαν και αλληλουχήθηκαν από δύο ποικιλίες πιπεριάς που διαφέρουν ως προς το σχήμα των καρπών τους (στρογγυλό, επιμηκυσμένο). Προκειμένου να διαπιστωθεί αν ποσοτικές αλλαγές στην έκφραση του CaOvate εμπλέκονται στον έλεγχο του σχήματος του καρπού, πραγματοποιήθηκαν λεπτομερείς αναλύσεις έκφρασης σε αναπτυξιακά στάδια του άνθους και καρπού στις δύο ποικιλίες. Βρέθηκε ότι η έκφραση του CaOvate διαφέρει στις δύο ποικιλίες. Τέλος, για να εξακριβωθεί αν το γονίδιο Ovate της πιπεριάς εμπλέκεται στον καθορισμό του σχήματος του καρπού της, έγινε τεχνητή μείωση της έκφρασής του (αποσιώπηση) με την τεχνική Virus Induced Gene Silencing, στην ποικιλία πιπεριάς με στρογγυλό σχήμα καρπού. Διαπιστώθηκε η αλλαγή στο σχήμα των καρπών φυτού, οι οποίοι από στρογγυλοί που αναμενόταν, έγιναν πιο μακρόστενοι. Η κατανόηση του ρόλου των δύο αυτών γονιδίων χαράσσει τον δρόμο για να καταλάβουμε καλύτερα και τους μοριακούς μηχανισμούς που εμπλέκονται στην διαμόρφωση του σχήματος του καρπού στα Σολανώδη είδη γενικότερα, και στην πιπεριά ειδικότερα, αλλά και τις αλλαγές που συντελούνται στην ποιότητα των καρπών κατά τον εμβολιασμό. Εισαγωγή Οι χαρακτήρες ποιότητας των λαχανοκομικών ειδών είναι δύσκολο να μελετηθούν καθώς πολλά γονίδια εμπλέκονται στον έλεγχό τους. Από την άλλη μεριά, το σχήμα του καρπού, το οποίο ήδη στην πιπεριά έχει δειχθεί ότι επηρεάζεται στον εμβολιασμό (Athanasiadis 2008, Yagishita 1961a, Yagishita 1961b, Yagishita & Hirata 1987), είναι ένας χαρακτήρας ευδιάκριτος και άρα εύκολος να εκτιμηθεί ποσοτικά κληρονομούμενος, που στην τομάτα επηρεάζεται από πολλά QTLs (Quantitative Trait Loci) με λίγα όμως από αυτά να συνεισφέρουν τα μέγιστα στην παραλλακτικότητα: τα Ovate, Sun, Fruit Shape (Fs) 8.1 and Triangle (Tri) 2.1/ Blockiness (Dblk) 2.1(Gonzalo & van der Knaap 2008). Ένα από αυτά τα γονίδια, το γονίδιο Ovate, είναι ένα μεγάλο QTL το οποίο στην τομάτα κωδικοποιεί μια πρωτεΐνη που δρα νωρίς κατά την διάρκεια της ανάπτυξης του άνθους και του καρπού (Liu et al. 2002). Αυτό που διαφοροποιεί έναν καρπό τομάτας με αχλαδόμορφο ή μακρόστενο σχήμα από έναν καρπό τομάτας με στρογγυλό σχήμα είναι μια απλή μετάλλαξη που δημιουργεί ένα κωδικόνιο τερματισμού στο δεύτερο εξόνιο της κωδικοποιούσας 60

61 αλληλουχίας του Ovate (Liu et al. 2002). Αργότερα βρέθηκε ότι ένα δεύτερο μέλος της οικογένειας των OVATE πρωτεϊνών (OFPs) στην αραβίδοψη, η AtOFP1, ρυθμίζει την επιμήκυνση των κυττάρων με το να καταστέλλει την δράση του γονιδίου AtGA20ox1 σημαντικού στην παραγωγή γιββερελίνης μέσω της πρόσδεσής της στην KNAT1 πρωτεΐνη (Wang et al. 2007). Ένα δεύτερο γονίδιο που στην τομάτα έχει δειχθεί να επηρεάζει το σχήμα του καρπού, είναι το γονίδιο Sun, το οποίο ελέγχει την μορφολογία του καρπού της τομάτας με το να παράγει μακρόστενο ή σχήματος οβάλ καρπό. Το γονίδιο αυτό κωδικοποιεί μια πρωτεΐνη που ανήκει στην οικογένεια των IQD67 πρωτεϊνών (Xiao et al. 2008). Εικάζεται ότι το γονίδιο Sun της τομάτας μπορεί να επηρεάζει τα επίπεδα της αυξίνης ή την κατανομή και την μεταφορά τησς στους καρπούς (Xiao et al. 2008, Wu et al. 2011). Σκοπός της παρούσας εργασίας ήταν να διερευνηθούν οι μοριακοί μηχανισμοί που πιθανά εμπλέκονται στον καθορισμό του σχήματος του καρπού της πιπεριάς και προς αυτή την κατεύθυνση στοχεύσαμε στην κλωνοποιήση και τον χαρακτηρισμό ενός πιθανά ορθόλογου Ovate γονιδίου από μία ποικιλία πιπεριάς (CaOvate) με στρογγυλό σχήμα καρπού. Προκειμένου να εξακριβωθεί η γενωμική οργάνωση του γονιδίου αλλά και να διαπιστωθεί αν διαφορές στην αλληλουχία αυτού του γονιδίου είναι υπεύθυνες για τις διαφορές στο σχήμα του καρπού της πιπεριάς, προχωρήσαμε στην κλωνοποίηση των αντίστοιχων γενωμικών κομματιών του γονιδίου από την ίδια ποικιλία καθώς και από μία άλλη ποικιλία πιπεριάς με μακρόστενο σχήμα καρπού. Επειδή διαφορές και στην έκφραση του CaOvate γονιδίου μπορεί να επιφέρουν επίσης αλλαγές στο σχήμα του καρπού, έγινε ποσοτικοποίηση της έκφρασης σε διάφορα στάδια ανάπτυξης του άνθους και του καρπού των δύο ποικιλιών. Επιπρόσθετα, με σκοπό τον περαιτέρω χαρακτηρισμό του γονιδίου επιστρατεύθηκε η τεχνική VIGS (Virus Induced Gene Silencing) για την αποσιώπηση του CaOvate. Τέλος, η μελέτη επεκτάθηκε και σε ένα ακόμα γονίδιο που πιθανά να εμπλέκεται στον καθορισμό του σχήματος του καρπού της πιπεριάς, ένα πιθανό ορθόλογο του γονιδίου Sun της τομάτας. Υλικά και Μέθοδοι Σπόροι από δύο C. annuum ποικιλίες οι οποίες ονομάστηκαν «Στρογγυλή» και «Μακρόστενη» λόγω του σχήματος των ώριμων καρπών τους, χρησιμοποιήθηκαν σε αυτή την μελέτη. Οι ώριμοι καρποί της ποικιλίας «Στρογγυλή» είναι σφαιρικοί και κρεμάμενοι ενώ οι ώριμοι καρποί της ποικιλίας «Μακρόστενη» είναι επιμήκεις και όρθιοι. Δείγματα από ανθοφόρους οφθαλμούς (4-5 ημέρες πριν από την άνθηση), άνθη, ωοθήκες ανοιχτών ανθέων, καρπούς 5 ημερών και 10 ημερών μετά την άνθηση και πρώιμους καρπούς συλλέχθηκαν από πολλά φυτά των δύο ποικιλιών, προκειμένου να εξαχθεί ολικό RNA. Η σύνθεση συμπληρωματικού DNA (cdna) έγινε στην συνέχεια με την χρήση 1μgr από κάθε ολικού RNA. Η ενίσχυση (amplification) του γονιδίου CaOvate έγινε με την χρήση της αλυσιδωτής αντίδρασης της πολυμεράσης (PCR) και με την χρήση ως εκμαγείου cdna από άνθη της ποικιλίας «Στρογγυλή». Ακολούθησε η κλωνοποίηση του πολλαπλασιαζόμενου DNA και η αλληλούχησή του. Προκειμένου να ελεγχθεί αν γενετικές αλλαγές επί της αλληλουχίας του γονιδίου είναι υπεύθυνες για τις διαφορές στο σχήμα των καρπών των δύο ποικιλιών πιπεριάς, το γονίδιο πολλαπλασιάστηκε, κλωνοποιήθηκε και αλληλουχήθηκε και σε επίπεδο γενωμικού DNA από τις δύο ποικιλίες,. Οι αναλύσεις έκφρασης του γονιδίου CaOvate έγιναν με την χρήση του συστήματος της Real-time RT-PCR. Η έκφραση του γονιδίου προέκυψε μετά από κανονικοποίηση (normalization) με το γονίδιο αναφοράς δηλαδή το γονίδιο της ακτίνης της πιπεριάς. Η αποσιώπηση του CaOvate έγινε με την τεχνική VIGS. Ένα κομμάτι 794-bp του mrna του γονιδίου εισήχθη σε φορέα ptrv2 που στην συνέχεια εισήχθη μέσω ηλεκτροπόρωσης (electroporation) σε Agrobacterium tumefaciens GV3101. Συνολικά 30 φυτά της ποικιλίας «Στρογγυλή» επιμολύνθηκαν με αγροβακτήριο που περιείχε τα πλασμίδια ptrv1 και 61

62 ptrv2 (άδειος φορέας) ή τα ptrv2-caovate sense και ptrv2-caovate antisense (1:1 αναλογία). Η επιμόλυνση (infiltration) έγινε στο στάδιο των κοτυληδόνων λόγω της μεγαλύτερης αποτελεσματικότητας της τεχνικής VIGS σε αυτό το στάδιο ανάπτυξης (Eunsook Chung 2004). Για την απομόνωση ενός πιθανού Sun γονιδίου από την πιπεριά, αρχικά εντοπίστηκε στις βάσεις δεδομένων ένα EST (Expressed Sequence Tag) το οποίο εμφανίζει μεγάλη ομοιότητα με το αντίστοιχο γονίδιο Sun της τομάτας. Εφαρμόζοντας μια προσέγγιση 3 RACE κατέστη δυνατό να αποκτηθεί ολόκληρη η κωδικοποιούσα αλληλουχία του EST από την ποικιλία «Στρογγυλή» (CaSun). Το γονίδιο CaSun απομονώθηκε και από τις δύο ποικιλίες και σε επίπεδο γενωμικού DNA. Αποτελέσματα και Συζήτηση Γονίδιο Ovate Η κλωνοποίηση και αλληλούχηση του γονιδίου CaOvate από την ποικιλία «Στρογγυλή» έδειξε ότι το γονίδιο αποτελείται από δύο εξόνια και ένα ιντρόνιο, όπως και το αντίστοιχο γονίδιο της τομάτας (εικόνα 1). Εικόνα 1. Γενωμική οργάνωση των γονιδίων Ovate από την πιπεριά (CaOvate) και την τομάτα. Όπως φαίνεται στο πάνω μέρος της εικόνας, το γονίδιο της πιπεριάς έχει δύο εξόνια μεγέθους 613- και 395-bp αντίστοιχα και ένα ιντρόνιο μεγέθους 539-bp. Στο κάτω μέρος, το αντίστοιχο γονίδιο της τομάτας που έχει παρόμοια οργάνωση με δύο εξόνια μεγέθους 694- και 365-bp και ένα ιντρόνιο μεγέθους 548-bp. H αλληλουχία του CaOvate περιέχει ένα 1008-bp ανοιχτό πλαίσιο ανάγνωσης (ORF) και κωδικοποιεί ένα πολυπεπτίδιο 335 αμινοξέων το οποίο παρουσιάζει 63% ομοιότητα με την αντίστοιχη πρωτεΐνη OVATE της τομάτας. Η ανάλυση των δύο γενωμικών αλληλουχιών του γονιδίου από τις ποικιλίες πιπεριάς με διαφορετικό σχήμα καρπού έδειξε ότι διαφέρουν μόνο σε έναν πολυμορφισμό μονού νουκλεοτιδίου (SNP), το οποίο βρίσκεται στην μεταφραζόμενη περιοχή του πρώτου εξονίου. Αυτός ο νουκλεοτιδικός πολυμορφισμός οδηγεί σε μία αλλαγή στην μεταφραζόμενη πρωτεϊνική αλληλουχία οδηγώντας σε μια αντικατάσταση του αμινοξέος θρεονίνη στην ποικιλία «Μακρόστενη» από μία σερίνη στην ποικιλία «Στρογγυλή». Παρόλα αυτά αυτή η αλλαγή δεν φαίνεται να είναι τόσο σημαντική, μιας και τα δύο αμινοξέα είναι βιοχημικώς παρόμοια. Επιπρόσθετα, δεν φαίνεται να επιβεβαιώνεται με βάση τις αλληλουχίες CaOvate από αυτές τις δύο ποικιλίες πιπεριάς αυτό που ισχύει στην τομάτα όπου δηλαδή ένα πρώιμο κωδικόνιο τερματισμού σταματά την μετάφραση του mrna του γονιδίου σε πρωτεΐνη. Η ανάλυση έκφρασης του CaOvate σε διάφορα αναπτυξιακά στάδια του άνθους και του καρπού, έδειξε ότι υπάρχει μια χρονική διαφορά στην έκφρασή του στις δύο ποικιλίες με διαφορετικό σχήμα καρπού, με την ποικιλία «Στρογγυλή» να εμφανίζει μια καθυστέρηση στην έκφραση η οποία συνοδεύεται από αυξημένη έκφραση του γονιδίου σε σχέση με την 62

63 ποικιλία «Μακρόστενη» (εικόνα 2). Συγκεκριμένα, στην ποικιλία «Στρογγυλή», η κορύφωση της έκφρασης του CaOvate παρατηρείται μετά την άνθηση, στους καρπούς των 5 ημερών, ενώ στην ποικιλία «Μακρόστενη» η μεγαλύτερη έκφραση του γονιδίου παρατηρείται πριν από την άνθηση. Παρόμοια στην τομάτα, στην ποικιλία TA496, μια ποικιλία με στρογγυλό σχήμα καρπού, η υψηλότερη έκφραση του Ovate ανιχνεύεται μετά την άνθηση ενώ στην ποικιλία «Yellow Pear», με αχλαδόμορφο σχήμα καρπού, πριν από την άνθηση (Liu et al. 2002). Εικόνα 2. Σχετικά ποσοτική ανάλυση έκφρασης του CaOvate σε διάφορα στάδια ανάπτυξης του άνθους και του καρπού των δύο ποικιλιών, «Στρογγυλή» και «Μακρόστενη». Δείγματα πάρθηκαν από το στάδιο των ανθοφόρων οφθαλμών μέχρι και το τέλος της ανάπτυξης του καρπού (πρώιμος καρπός). Και για τις δύο ποικιλίες το δείγμα-αναφοράς ήταν οι ανθοφόροι οφθαλμοί. Οι αστερίσκοι δείχνουν την στατιστικώς σημαντική διαφορά (p <.05) του κάθε δείγματος σε σχέση με το δείγμα αναφοράς. Η μείωση της έκφρασης (αποσιώπηση) του γονιδίου CaOvate μέσω της τεχνικής VIGS σε μικρά φυτά της ποικιλίας «Στρογγυλή», οδήγησε σε δύο φυτά με αλλαγή στο σχήμα των καρπών εκ των οποίων το ένα παρουσίαζε καθολική αλλαγή στο σχήμα των καρπών του (VIGS φυτό 1). Συγκεκριμένα, οι καρποί του φυτού αυτού έπαιρναν ένα πιο επίμηκες σχήμα σε σχέση με το τυπικό στρογγυλό σχήμα των καρπών της ποικιλίας αυτής, κάτι που επιβεβαιώθηκε και από τις φαινοτυπικές μετρήσεις που πάρθηκαν (εικόνα 3). 63

64 Σχετικά ποσοτική έκφραση CaOvate Fruit shape index A VIGS φυτό 1- Καρποί Μάρτυρας - Καρποί B * VIGS VIGS infiltrated φυτό plant 1 καρποί 1 fruits Μάρτυρας WT fruits καρποί Εικόνα 3. A) Μερικοί χαρακτηριστικοί ώριμοι καρποί που πάρθηκαν από το VIGS φυτό 1 (με την αλλαγή στο σχήμα των καρπών) (αριστερά) και το φυτό-μάρτυρας (δεξιά). B) Μέσος όρος «fruit shape index» των ώριμων καρπών του φυτού-μάρτυρας και του VIGS φυτού 1. Το «fruit shape index» υπολογίστηκε ως ο λόγος του μήκους του καρπού ως προς το πλάτος του. Η διαφορά μεταξύ των δύο «fruit shape index» είναι στατιστικώς σημαντική (p <.05). Οι μπάρες αναπαριστούν την τυπική απόκλιση. Οι αναλύσεις έκφρασης που έγιναν σε έναν καρπό 5 ημερών μετά την άνθηση, που πάρθηκε από αυτό το VIGS φυτό 1, έδειξαν μια στατιστικώς σημαντική μείωση της έκφρασης του CaOvate, της τάξης του 75% σε σχέση με τον μάρτυρα που ήταν ένας 5 ημερών καρπός από ένα φυτό που δεν είχε υποστεί επιμόλυνση (εικόνα 4) Μάρτυρας WT 5DAA καρπός fruit 5ημ. μετά άνθηση * VIGS infiltrated φυτό plant 1 καρπός 1 5DAA fruit 5ημ. μετά άνθηση Εικόνα 4. Σχετικά ποσοτική έκφραση του CaOvate σε καρπούς 5 ημερών μετά την άνθηση του μάρτυρα και του VIGS φυτού 1, με τον αλλαγμένο φαινότυπο. Τα δείγματα και από τα δύο φυτά συλλέχθηκαν περίπου 16.5 εβδομάδες μετά την επιμόλυνση που έγινε στο στάδιο των κοτυληδόνων. Ο αστερίσκος δείχνει την στατιστικώς σημαντική διαφορά (p <.05). Από τα παραπάνω φαίνεται ότι είναι πιθανό αυτή η μείωση στα επίπεδα έκφρασης του CaOvate που επετεύχθη από την επιτυχή αποσιώπηση του, να είναι υπεύθυνη για την αλλαγή στο σχήμα των καρπών του φυτού της ποικιλίας «Στρογγυλή», κάτι που συμφωνεί με προηγούμενα ευρήματα σύμφωνα με τα οποία το Ovate χαρακτηρίζεται ως αρνητικός ρυθμιστής της αύξησης (Liu et al. 2002). 64

65 Γονίδιο Sun Ως προς το γονίδιο Sun, αποκτήθηκε η συνολική κωδικοποιούσα αλληλουχία από την ποικιλία «Στρογγυλή», μεγέθους 1244-bp (CaSun) η οποία κωδικοποιεί μια πρωτεΐνη που αποτελείται από 413 αμινοξέα. Η σύγκριση αυτής της αλληλουχίας με την αντίστοιχη γενωμική από την ίδια ποικιλία έδειξε ότι η γενωμική οργάνωση του γονιδίου περιλαμβάνει πέντε εξόνια και τέσσερα ιντρόνια. Τα εξόνια έχουν μέγεθος 77-, 276-, 231-, 132- και 525- bp αντίστοιχα ενώ τα ιντρόνια έχουν μέγεθος 756-, 180-, 85- και 97-bp αντίστοιχα. Μεταξύ των δύο γενωμικών αλληλουχιών που προέκυψαν από τις δύο ποικιλίες πιπεριάς, υπάρχουν διάφορα SNPs. Τέσσερα από αυτά εντοπίζονται σε εξόνια και έτσι η προβλεπόμενη πρωτεϊνική αλληλουχία του CaSun από την ποικιλία «Μακρόστενη» είναι ελαφρώς διαφορετική σε σχέση με την αντίστοιχη της ποικιλίας «Στρογγυλή»: η πρώτη διαφορά εντοπίζεται στην θέση 97, όπου μία φαινυλαλανίνη στην ποικιλία «Μακρόστενη» αντικαθίσταται από μια τυροσίνη στην ποικιλία «Στρογγυλή», η δεύτερη εντοπίζεται στην θέση 250, μια λευκίνη στην ποικιλία «Μακρόστενη» αντιστοιχεί σε μία προλίνη στην ποικιλία «Στρογγυλή», μία τρίτη διαφορά βρίσκεται στην θέση 327, μια ισολευκίνη της «Μακρόστενη» αντικαθίσταται από μία βαλίνη της «Στρογγυλή» και τέλος στην θέση 335, μια κυστεΐνη της «Μακρόστενη» αλλάζει σε μία σερίνη στην «Στρογγυλή» (εικόνα 5). Περισσότερα πειράματα βρίσκονται σε εξέλιξη προκειμένου να εξακριβωθεί ο ρόλος και αυτού του γονιδίου στην διαμόρφωση του σχήματος του καρπού της πιπεριάς. Εικόνα 5. Ευθυγράμμιση προβλεπόμενων πρωτεϊνικών αλληλουχιών του CaSun από τις δύο ποικιλίες πιπεριάς με διαφορετικό σχήμα καρπού. Τα διαφορετικά αμινοξέα επισημαίνονται στις δύο αλληλουχίες. Βιβλιογραφία Athanasiadis, C. (2008) The study of grafted plantlets in pepper (Capsicum annuum L.). Master thesis. Eunsook Chung, E. S., Yeoung-Cheol Kim, Eun Joo Chung, Sang-Keun Oh, Sanghyeob Lee, Jeong Mee Park, Young Hee Joung, Doil Choi (2004) A Method of High Frequency Virus-induced Gene Silencing in Chili Pepper (Capsicum annuum L. cv. Bukang). Molecules and Cells, 17: 377. Gonzalo, M. & E. van der Knaap (2008) A comparative analysis into the genetic bases of morphology in tomato varieties exhibiting elongated fruit shape. TAG Theoretical and Applied Genetics, 116: 647. Liu, J., J. Van Eck, B. Cong & S. D. Tanksley (2002) A new class of regulatory genes underlying the cause of pear-shaped tomato fruit. PNAS, 99:

66 Paran, I. & E. van der Knaap (2007) Genetic and molecular regulation of fruit and plant domestication traits in tomato and pepper. Journal of Experimental Botany, 58: Wang, S., Y. Chang, J. Guo & J. G. Chen (2007) Arabidopsis Ovate Family Protein 1 is a transcriptional repressor that suppresses cell elongation. Plant Journal, 50: 858. Wu, S., H. Xiao, A. Cabrera, T. Meulia & E. van der Knaap (2011) SUN Regulates Vegetative and Reproductive Organ Shape by Changing Cell Division Patterns. Plant Physiology, 157, Xiao, H., N. Jiang, E. Schaffner, E. J. Stockinger & E. van der Knaap (2008) A Retrotransposon-Mediated Gene Duplication Underlies Morphological Variation of Tomato Fruit. Science, 319: Yagishita, N. (1961a) Studies on graft hybrids of Capsicum annuum L. I. Variation in fruit shape caused by grafting and the effects in the first and second progenies Botanical Magazine-Tokyo, 74: 122. Yagishita, N. (1961b) Studies on graft hybrids of Capsicum annuum L. II. Variation in fruit shape caused by grafting and the effects in the progenies. Botanical Magazine- Tokyo, 74: 480. Yagishita, N. & Y. Hirata (1987) Graft-induced change in fruit shape in Capsicum annuum L. I. genetic analysis by crossing. Euphytica, 36: 809. THE MOLECULAR MECHANISMS CONTROLLING FRUIT SHAPE AND THEIR ROLE IN BREEDING: THE GENES THAT CONTROL FRUIT IN PEPPER A. Tsaballa 1, K. Pasentsis 1 and A. Tsaftaris 1,2 1 Laboratory of Genetics and Plant Breeding, School of Argonomy, Α.U.Th., 54124, Thessaloniki, Hellas 2 Institute of Agrobiotechnology (ΙΝ.Α.), Ε.Κ.Ε.Τ.Α., 57001, Thermi, Thessaloniki, Hellas Summary During the development and the continuous breeding of vegetable species there have been major changes in the size and shape of the fruits. In pepper (C.annuum), belonging to the family of Solanaceae, the fruit shape in wild species varies among basic shapes such as oval, round or elongated. The continuous selection though, led to a sharp increase in fruit size and to a greater variability in fruit shape (Paran & van der Knaap 2007). The purpose of this study was the isolation and characterization of genes possibly involved in controlling the shape of pepper fruit, a character that data of our group and other groups showed to be affected in grafted seedlings. The two genes in which we focused on in this study was the Ovate and Sun (but mostly Ovate) that in tomato control fruit shape. Homologs of these genes were isolated and sequenced from two pepper cultivars of different fruit shape (round, elongated). To determine whether changes in expression of CaOvate are involved in controlling the shape of fruit, a detailed expression analysis in the developmental stages of flower and fruit, in both cultivars, was conducted. We found that the expression of CaOvate differs in the two cultivars. Finally, in order to determine whether the CaOvate pepper gene is involved in formulating the shape of the fruit, the Virus Induced Gene Silencing technique was applied in the round-shaped fruit pepper cultivar. An obvious change in the shape of fruits of a plant was observed: the fruits were adopting a more elongated shape than the typical round shape of the cultivar s. The understanding of the role of these two genes paves the way to better understand the molecular mechanisms involved in controlling fruit shape in Solanaceae plants in general, and pepper in particular, as well as the changes in fruit quality induced after grafting and perhaps the ways to mitigate them. 66

67 ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΤΟΥ THIDIAZURON ΣΤΗΝ IN VITRO ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΠΟΛΛΑΠΛΑΣΙΑΣΤΙΚΟΥ ΥΛΙΚΟΥ ΜΠΑΝΑΝΑΣ (MUSA SPP.) ΤΗΣ ΠΟΙΚΙΛΙΑΣ GRANDE NAINE (AAA) ΚΑΙ ΤΟΥ ΥΒΡΙΔΙΟΥ FHIA-01 (AAAB) Γ. Γραμματικάκη 1, Μ. Δοξαστάκη 1, Ε. Χατζηδάκη 1 και Α. Αυγελής 2 1 Εργαστήριο Γεωργίας & Παραγωγής Πολ/κου Υλικού, Τμήμα Φυτικής Παραγωγής, Σχολή Τεχνολογίας Γεωπονίας, ΤΕΙ Κρήτης και 2 Εργαστήριο Φυτικής Ιολογίας, Ινστιτούτο Αμπέλου, ΕΘΙΑΓΕ Ηρακλείου Περίληψη Με στόχο τη βελτίωση της απόδοσης του μικροπολλαπλασιασμού in vitro του τετραπλοειδούς υβριδίου μπανάνας FHIA-01 τύπου Goldifinger (AAAB), αξιολογήθηκαν οι κυτοκινίνες Ν 6 -benzylaminopurine-bap και Τhidiazuron-TDZ. Η σύγκριση έγινε με την ευρέως καλλιεργούμενη τριπλοειδή ποικιλία Grande Naine (ΑΑΑ). Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι κάθε ποικιλία έχει μια ιδιαίτερη προσαρμογή και ανταπόκριση στις δύο κιτοκινίνες της αξιολόγησης. Η ανάπτυξη και βλαστογένεση επηρεάσθηκαν ουσιαστικά από το είδος της κυτοκινίνης και τη συγκέντρωσή της στο υπόστρωμα. Στην ποικιλία Grande Naine η BAP υπερτερεί έναντι της TDZ, ενώ οι συνδυασμοί BAP+ΙΑΑ και TDZ+ΙΑΑ δεν προσέφεραν κανένα πλεονέκτημα. Αντίθετα το υβρίδιο FHIA-01 έδειξε ότι στο υπόστρωμα με TDZ προσαρμόζεται πολύ καλύτερα. Εισαγωγή Η καλλιέργεια μπανάνας στην Κρήτη αποτελεί μια ενδιαφέρουσα δραστηριότητα με πολλαπλά οφέλη για την τοπική οικονομία. Κυρίαρχη η ποικιλία Grande Naine (AAA) τύπου Giant Cavendish ( στο 90% των 500 στρεμμάτων). Η πειραματική καλλιέργεια ορισμένων τετραπλοειδών υβριδίων τύπου Goldifinger (AAAB), έδειξε αρκετά θετικά στοιχεία, όπως η αντοχή στις χαμηλές θερμοκρασίες και μερικά παθογόνα, καθώς και ειδικά οργανοληπτικά χαρακτηριστικά (Τσατσαρή κ.ά., 2005, 2006). Για να αυξηθούν οι καλλιεργούμενες εκτάσεις των υποσχόμενων νέων υβριδίων απαιτείται η δημιουργία και διάθεση πολλαπλασιαστικού υλικού. Προκαταρκτικές εργασίες έδειξαν ότι στην in vitro διαδικασία μικροπολλαπλασιασμού τα υβρίδια δεν ανταποκρίθηκαν επαρκώς, όταν εφαρμόστηκε το σύνηθες πρωτόκολλο με τη χρήση κιτoκινινών τύπου Adenine (Γραμματικάκη κ.α., 2005). Στα πλαίσια μιας προσπάθειας να βελτιωθεί η in vitro δημιουργία πολλαπλασιαστικού υλικού μελετήθηκε η αποτελεσματικότητα των κιτοκινινών τύπου adenine (Ν 6 -benzylaminopurine-bap) και phenylurea (thidiazuron-tdz) (Youmbi et al., 2006) στην ήδη καλλιεργούμενη ποικιλία Grande Naine (ΑΑΑ) και το νέο υβρίδιο FHIA-01 (AAΑB). Υλικά & Μέθοδοι Ριζώματα από τυπικά και φαινοτυπικά επιθυμητά φυτά μπανάνας του τετραπλοειδούς υβριδίου FHIA-01 (AAAB) και της τριπλοειδούς ποικιλίας Grande Naine (ΑΑΑ) συλλέχθηκαν από θερμοκήπια της Αρβης. Τα φυτά ελέγχθηκαν μακροσκοπικά και εργαστηριακά για την απουσία παθογόνων οργανισμών και εχθρών (μύκητες, βακτήρια, ιοί και νηματώδεις) και στη συνέχεια χρησιμοποιήθηκαν για τη λήψη των βλαστικών κορυφών. Μετά την απολύμανση (σε αλκοόλη 75% για 1 και υποχλωριώδες ασβέστιο 10% για 20 ) απομονώθηκαν οι μεριστωματικές κορυφές και εμφυτεύτηκαν σε θρεπτικό υπόστρωμα (Murashige and Skoog, 1962) εμπλουτισμένο με θειαμίνη HCl (2 mg/l), ινοζιτόλη (100 mg/l), 6-βενζυλ-αμινοπουρίνη (3 mg/), σακχαρόζη (30 gr/l) και άγαρ (7,5 gr/l), ενώ το ph ρυθμίστηκε στο 5,8. Τα υπό καλλιέργεια μεριστωματικά έκφυτα μεταφέρθηκαν σε θάλαμο ελεγχόμενων συνθηκών ανάπτυξης (25 0 C, 16 ώρες φωτοπερίοδο και ένταση φωτισμού 67

68 Lux) για τέσσερις εβδομάδες. Στη συνέχεια οι τυχαίοι οφθαλμοί που προέκυψαν (περίπου πέντε ανά ριζωματικό έκφυτο) υποβλήθηκαν σε μια σειρά διαδοχικών υποκαλλιεργειών, προκειμένου να δημιουργηθεί ένας ικανοποιητικός αριθμός εκφύτων απαραίτητος για την διεξαγωγή του πειράματος. Το βασικό υπόστρωμα Murashige and Skoog (1962), εμπλουτισμένο με θειαμίνη HCl (2 mg/l), ινοζιτόλη (100 mg/l), σακχαρόζη (30 gr/l) και άγαρ (7,5 gr/l), χρησιμοποιήθηκε ως μάρτυρας, ενώ εμπλουτισμένο με κιτοκινίνες τύπου adenine και phenylurea, δημιουργήθηκαν 18 διαφορετικά υποστρώματα. Χρησιμοποιήθηκαν μεμονωμένα οι κιτοκινίνες τύπου adenine (Ν 6 -benzylaminopurine-bap, στη συγκέντρωση του 1, 2, 4 και 6 mg/l) και phenylurea (thidiazuron-tdz, στη συγκέντρωση των 0,05, 0,1, 0,2, 0,25 και 0,55 mg/l) και σε συνδυασμό με μια αυξίνη (indole-3-acetic acid - ΙΑΑ, 0,2 mg/l). Συγκεκριμένα τέσσερα υποστρώματα εμπλουτίστηκαν με BAP (1, 2, 4 και 6 mg/l, αντίστοιχα), τέσσερα με BAP+αυξίνη (ΙΑΑ 0,2mg/l), πέντε με TDZ (0,05, 0,1, 0,2, 0,25 και 0,55 mg/l) και πέντε με TDZ+αυξίνη (ΙΑΑ 0,2 mg/l). Για κάθε υπόστρωμα έγιναν τρεις επαναλήψεις με 10 έκφυτα ανά επανάληψη, ήτοι συνολικά καλλιεργήθηκαν 570 έκφυτα (19x3x10=570), τα οποία μεταφέρθηκαν στο θάλαμο ελεγχόμενων συνθηκών ανάπτυξης (25 0 C, 16 ώρες φωτοπερίοδο και ένταση φωτισμού Lux) για ένα περίπου μήνα. Η αξιολόγηση περιλάμβανε την καταγραφή του αριθμού των βλαστών και των ριζών, του μήκους βλαστού και ριζών για κάθε έκφυτο και του νωπού και ξηρού βάρους κάθε συστάδας (βλαστοί και ρίζες). Ο έλεγχος της αποτελεσματικότητας έγινε συγκρίνοντας τις μέσες τιμές με τη δοκιμή Duncan (P=0,05). Αποτελέσματα - Συζήτηση Η επίδραση διαφορετικών τύπων κυτοκινίνης στην αποτελεσματικότητα του in vitro πολλαπλασιασμού της τριπλοειδούς ποικιλίας Grande Naine (AAA) και του τετραπλοειδούς υβριδίου PHIA-01 (ΑΑΑΒ) τύπου Goldfinger σε συγκεκριμένα χαρακτηριστικά (αριθμός και μήκος βλαστού, αριθμός και μήκος ρίζας, νωπό και ξηρό βάρος) παρουσιάζεται στους Πίνακες 1 και 2. Οι δύο ποικιλίες εμφανίζουν διαφορετική συμπεριφορά που εξαρτάται τόσο με τον τύπο της κυτοκινίνης (BAP ή TDZ), όσο και με τη συγκέντρωση και τον τρόπο χρήσης της (μεμονωμένα ή σε συνδυασμό με το ΙΑΑ), ενώ το υπόστρωμα Μάρτυρας υστερεί σημαντικά σε όλα τα χαρακτηριστικά και στις δύο ποικιλίες. Στην ποικιλία Grande Naine όλα τα χαρακτηριστικά ευνοήθηκαν από την χρήση της BAP, με εξαίρεση το ξηρό βάρος για το οποίο καταγράφηκαν μεγαλύτερες τιμές σε σχετικά μικρές συγκεντρώσεις της TDZ (0,05 mg/l). Οι περισσότεροι βλαστοί/έκφυτο προέκυψαν από τη συγκέντρωση 6 mg/l BAP, παρόμοια με τη συγκέντρωση 0,2 mg/l TDZ. Όμως υψηλότεροι βλαστοί με άριστο σφρίγος λαμβάνονταν όταν το υπόστρωμα έχει τη μικρότερη συγκέντρωση BAP (1 mg/l). Επίσης η BAP στις χαμηλές συγκεντρώσεις και χωρίς την παρουσία αυξίνης εξακολουθεί να επηρεάζει θετικά τα χαρακτηριστικά αριθμός και μήκος των ριζών, δίδοντας τιμές στατιστικά σημαντικές. Στο χαρακτηριστικό παραγωγή νωπού βάρους καταλληλότερη κυτοκινίνη εμφανίζεται η BAP, ενώ για το ξηρό βάρος η TDZ (Πίνακας 1). Το υβρίδιο PHIA-01 φαίνεται να ανταποκρίνεται καλύτερα σε υποστρώματα καλλιέργειας εμπλουτισμένα με TDZ και συνδυασμένα με ΙΑΑ. Η απλή χρήση της TDZ έδωσε πολύ χαμηλές τιμές σε όλα τα χαρακτηριστικά, με εξαίρεση το νωπό και ξηρό βάρος. Ο αριθμός και το μήκος των βλαστών ευνοήθηκαν σημαντικά σε υπόστρωμα εμπλουτισμένο με 0,25 mg/l TDZ + 0,2 mg/l IAA. Σε μικρότερες συγκεντρώσεις (0,1 και 0,2 mg/l) του TDZ + ΙΑΑ ευνοήθηκε σημαντικά ο αριθμός και το μήκος των ριζών. Στην παραγωγή νωπού και ξηρού βάρους η TDZ (μεμονωμένα και σε συνδυασμό με το ΙΑΑ) έδωσε στατιστικά σημαντικές τιμές, ενώ η ΒAP μόνο όταν συνδυάστηκε με το ΙΑΑ (Πίνακας 2). 68

69 Πίνακας 1. Επίδραση της BAP και του TDZ (μεμονωμένα και σε συνδυασμό με το ΙΑΑ) σε έξη χαρακτηριστικά (αριθμός και μήκος βλαστού, αριθμός και μήκος ριζών, νωπό και ξηρό βάρος) της ποικιλίας Grande Naine. Υποστρώματα καλλιέργειας Αριθμός βλαστών Μήκος βλαστού Χαρακτηριστικά Αριθμός Μήκος ριζών ριζών Νωπό βάρος Ξηρό βάρος Μάρτυρας 1,53e* 2,79b 3,87 b 2,01cd 1,24bcde 0,067bcde 1mg BAP 1,93bcde 4,32a 7,57a 3,63b 1,38abc 0,075bcd 2mg BAP 2,67abc 2,45bc 6,97a 4,21a 1,64a 0,087ab 4mg BAP 2,10bcde 2,52bc 3,97b 2,21c 1,37abc 0,078abc 6mg BAP 3,23a 1,77d 3,53b 1,54de 1,45ab 0,078abc 1mg BAP + 0,2mg IAA 2mg BAP + 0,2mg IAA 4mg BAP + 0,2mg IAA 6mg BAP + 0,2mg IAA 2,60abc 2,27c 3,07bc 1,05ef 1,32abcd 0,078abc 2,50abcd 1,65 de 0,87e 0,27fgh 1,04cdef 0,071bcde 1,60de 1,41def 1,93d 0,57fgh 1,03cdef 0,065bcde 2,60abc 1,39def 0,70e 0,25fgh 1,01cdef 0,059cde 0,05mg TDZ 2,33abcde 1,31def 3,07bc 1,73cd 1,31abcd 0,100a 0,1mg TDZ 2,40abcde 1,11f 3,10bc 1,53de 1,07bcdef 0,058cde 0,2mg TDZ 3,17a 1,23ef 0,73e 0,28gh 1,22bcde 0,063bcde 0,25mg TDZ 2,70abc 1,55def 0,20e 0,13gh 0,94def 0,057 cde 0,55mg TDZ 2,00bcde 1,22ef 0,10e 0,10h 0,84ef 0,053 de 0,05mg TDZ + 0,2mg IAA 1,83cde 1,47def 2,23cd 0,69fg 1,04cdef 0,066bcde 0,1mg TDZ + 0,2mgIAA 1,97bcde 1,30def 0,73e 0,42gh 0,98cdef 0,064bcde 0,2mg TDZ + 0,2mgIAA 2,84ab 1,53def 0,10e 0,05h 1,06bcdef 0,064bcde 0,25mg TDZ + 0,2mgIAA 2,43abcde 1,42def 0,27e 0,13gh 1,02cdef 0,067bcde 0,55mg TDZ + 0,2mg IAA 2,00bcde 1,35def 0.00e 0,00h 0,71f 0,049e * Μέσες τιμές που ακολουθούνται από το ίδιο γράμμα δεν διαφέρουν στατιστικά κατά τη δοκιμή Duncan (P<0,05) Η αξία της TDZ στην ιστοκαλλιέργεια μπανάνας αναφέρθηκε και για άλλες ποικιλίες, όπως Fougamou, Gros-Michel, Pelipita, σε πολύ μικρότερες συγκεντρώσεις TDZ και χωρίς προσθήκη ΙΑΑ (Youmbi et al., 2006). Επίσης και άλλες ποικιλίες μπανάνας (Dwarf Cavendish, Alanya 5, Anamur 2 & 10, Bozyazi 14, Gazipasa) σε παρόμοιες in vitro αξιολογήσεις έδειξαν ανάλογες συμπεριφορές (Gubbuk and Pekmezci 2004, 2006, Arinaitwe et al., 2000). Από την παρούσα εργασία προκύπτει σαφώς ότι η τριπλοειδής ποικιλία Grande Naine ανταποκρίνεται καλύτερα στο υπόστρωμα με ΒΑΡ, ενώ στο υβρίδιο PHIA-01 η TDZ (σε συνδυασμό με ΙΑΑ) ήταν καταλληλότερη. 69

70 Πίνακας 2. Επίδραση της BAP και του TDZ (μεμονωμένα και σε συνδυασμό με το ΙΑΑ) σε έξη χαρακτηριστικά (αριθμός και μήκος βλαστού, αριθμός και μήκος ριζών, νωπό και ξηρό βάρος) τoυ υβριδίου PHIA-01 τύπου Goldfinger. Υποστρώματα καλλιέργειας Αριθμός βλαστών Μήκος βλαστού Χαρακτηριστικά Αριθμός Μήκος ριζών ριζών Νωπό βάρος Ξηρό βάρος Μάρτυρας 1,23h 2,97c 6,53h 7,49efg 2,04c 0,109b 1mg BAP 1,60gh 2,24cdef 7,07gh 9,02cde 2,39bc 0,153ab 2mg BAP 3,43def 1,27f 7,93efg 10,30bc 2,84abc 0,151ab 4mg BAP 2,40efgh 1,84def 7,23fgh 8,49de 3,07ab 0,146ab 6mg BAP 3,43def 1,56ef 7,27efgh 5,57 h 2,86abc 0,143ab 1mg BAP + 0,2mg IAA 2mg BAP + 0,2mg IAA 4mg BAP + 0,2mg IAA 6mg BAP + 0,2mg IAA 2,03fgh 2,45cde 7,77efgh 9,97bcd 3,21ab 0,169a 2,60efgh 2,46cde 8,57def 11,47 b 3,34ab 0,180a 4,93c 1,53ef 8,00efg 8,41def 3,51a 0,173a 5,20c 1,39ef 7,60efgh 6,61gh 3,51a 0,157a 0,05mg TDZ 1,60gh 5,76ab 9,40cd 9,13 cde 3,03 ab 0,154ab 0,1mg TDZ 2,83efg 2,24cdef 9,53cd 8,67 cde 3,24ab 0,148ab 0,2mg TDZ 2,24efgh 2,80cd 9,86cd 9,12cde 3,43a 0,159a 0,25mg TDZ 2,73efgh 2,30cdef 9,90cd 9,13cde 3,51a 0,170a 0,55mg TDZ 3,80cde 1,56ef 7,63efgh 6,88fgh 3,56a 0,171a 0,05mg TDZ + 0,2mg IAA 3,03efg 2,65cd 10,47c 8,57de 3,21ab 0,155ab 0,1mg TDZ + 0,2mgIAA 4,73cd 2,25cdef 13,87a 13,93a 3,12ab 0,144ab 0,2mg TDZ + 0,2mgIAA 10,83b 5,11 b 15,03a 13,72a 2,88abc 0,145ab 0,25mg TDZ + 0,2mgIAA 14,77a 6,18a 12,53b 8,85cde 3,46a 0,168a 0,55mg TDZ + 0,2mg IAA 11,53 b 1,50ef 8,63de 5,97gh 3,60a 0,180a * Μέσες τιμές που ακολουθούνται από το ίδιο γράμμα δεν διαφέρουν στατιστικά κατά τη δοκιμή Duncan (P<0,05) Βιβλιογραφία Arinaitwe, G., P.R. Rubaihayo and Magambo, M.J.S Proliferation rate effects of cytokinins on banana (Musa spp.) cultivars. Scientia Horticulture, 86: Γραμματικάκη Γ., Αυγελής Α. και Δοξαστάκη Μ., Μαζική παραγωγή μπανανόφυτων της ποικιλίας Grande Naine δια μέσου της καλλιέργειας in vitro. Πρακτικά 22 ου Συν. Ε.Ε.Ε.Ο., Οκτωβ. 2005, Πάτρα, σελ Gubbuk, H., and Pekmezci, M In vitro propagation of some new banana types (Musa spp.). Turkish Journal Agriculture Forestry, 28:

71 Gubbuk, H., and Pekmezci M In vitro propagation of banana (Musa spp.) using thidiazuron and activated charcoal. Acta Agriculturae Scandinavica Section B-Soil and Plant Science, 56: Murashige, T., and Skoog, F A revised method for rapid growth and bioassays with tissue cultures. Physiologia Plantarum, 15: Τσατσαρή Σ., Μαυρομάτης Α., Αρβανιτογιάννης Ι., Γραμματικάκη Γ. και Γούλας Χ., Γενετική ταυτοποίηση και ανάλυση φυσικοχημικών και οργανοληπτικών χαρακτηριστικών σε τέσσερις ποικιλίες μπανάνας (Musa spp). Πρακτικά 22 ου Συν. Ε.Ε.Ε.Ο., Οκτωβ. 2005, Πάτρα, σελ Τσατσαρή Σ., Μαυρομάτης Α., Γραμματικάκη Γ., Αρβανιτογιάννης Ι., Σακελλαρίου Μ., Δοξαστάκη Μ., Κορκόβελος Α., Γούλας Χ Μοριακή γενετική ανάλυση ποικιλιών μπανάνας (Musa spp) με χρήση δεικτών RAPD S και μελέτη των φυσικοχημικών ιδιοτήτων τους. Πρακτικά 11 ου Συν. Ε.Ε.Ε.Γ.Β.Φ., 31 Οκτωβ.-2 Νοεμβ. 2006, Ορεστιάδα, σελ Youmbi E., Ella B. and Tomekpe K., Effect of thidiazuron on in vitro proliferation capacities of some banana (Musa spp.) cultivars with weak multiplication potencial. Akdeniz Universitesi Ziraat Fakultesi Dergisi, 19: THIDIAZURON EVALUATION OF IN VITRO PROPAGATION OF TWO BANANA (MUSA SPP.) TYPES: GRANDE NAINE (AAA) AND THE HYBRID FHIA-01 (AAAB) G. Grammatikaki 1, M. Doxastaki 1 E. Hatzidaki 1 and A. Avgelis 2 (1) Laboratory of Agronomy and Plant Propagation, Department of Plant Sciences, School of Agricultural Technology, TEI of Crete, Heraklion, Hellas (2) Laboratory of Plant Virology, Institute of Viticulture, NAGREF, Heraklion, Hellas Abstract In order to improve the efficiency of in vitro micropropagation of the tetraploid hybrid banana FHIA-01 type Goldifinger (AAAB), which shows interesting agronomic characteristics, the effect of different concentrations and combinations of two cytokinins, N6-benzylaminopurine-BAP and Thidiazuron-TDZ, was evaluated. Comparisons were carried out with the widely cultivated in Crete, triploid variety Grande Naine (AAA). The results showed that each variety had a special adaptation and response to the two cytokinins. The development of shoots was affected substantially by the type of cytokinin and its concentration in the substrate. In the variety Grande Naine, BAP performed quite better than the TDZ, while the combination BAP+IAA and TDZ+IAA did not offer any advantages. On the contrary, the hybrid FHIA-01 demonstrated a better adaptation in the substrate supplemented with TDZ. 71

72 ΜΟΡΙΑΚΟΣ ΚΑΙ ΒΙΟΧΗΜΙΚΟΣ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΜΟΣ ΓΟΝΙΔΙΩΝ ΠΟΥ ΚΩΔΙΚΟΠΟΙΟΥΝ ΜΕΤΑΦΟΡΕΙΣ ΣΑΚΧΑΡΩΝ ΣΤΟ ΣΟΡΓΟ Β. Λαμπίρη 1, Ο. Ι. Παυλή 1, Ε. Κουρή 2, Ε. Φλεμετάκης 2 και Γ. Ν. Σκαράκης 1 1 Τμήμα Επιστήμης Φυτικής Παραγωγής, Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Αθηνών 2 Τμήμα Γεωπονικής Βιοτεχνολογίας, Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Αθηνών Η μεταφορά της σακχαρόζης μεταξύ των τμημάτων του φυτού επιτυγχάνεται δια μέσου υψηλά υδρόφοβων διαμεμβρανικών πρωτεϊνών, γνωστών ως μεταφορέων της σακχαρόζης (SUTs), που διαδραματίζουν με τον τρόπο αυτό σημαντικό ρόλο σε πολλές φυσιολογικές διεργασίες. Η μελέτη των αντίστοιχων γονιδίων σε σημαντικά φυτικά είδη μπορεί να οδηγήσει στο σχεδιασμό κατάλληλων βελτιωτικών προσεγγίσεων για στοχευμένη μεταφορά και κατανομή του άνθρακα με αποτέλεσμα την αύξηση της παραγωγικότητας. Στην εργασία αυτή: α) προσδιορίσθηκαν οι νουκλεοτιδικές αλληλουχίες έξι μελών της οικογένειας των μεταφορέων αυτών στο γονιδίωμα του σόργου (SbSUT 1-6) και, μετά από σχετική σύγκριση με μεταφορείς της σακχαρόζης που έχουν μελετηθεί σε άλλα φυτά, διαπιστώθηκε υψηλό επίπεδο ομολογίας με ήδη χαρακτηρισμένους μεταφορείς σακχάρων άλλων σιτηρών, β) μελετήθηκε το πρότυπο έκφρασης των γονιδίων αυτών στα διάφορα αναπτυξιακά στάδια και φυτικά όργανα στο γλυκό και στο καρποδοτικό σόργο με τη χρήση της αντίστροφης μεταγραφής ακολουθούμενης από ενίσχυση με PCR (RT-qPCR), γ) έγινε υποκυτταρικός εντοπισμός in planta για κάθε μέλος των μεταφορέων αυτών της σακχαρόζης με σύντηξη της eyfp με τους SbSUTs και παροδικό μετασχηματισμό επιδερμικών κυττάρων με την βιοβαλιστική μέθοδο και δ) ελέγχθηκε η ικανότητα τους να μεταφέρουν σακχαρόζη και προσδιορίσθηκαν τα κινητικά τους χαρακτηριστικά μέσω της έκφρασης των SbSUTs ORFs σε κύτταρα ζύμης με σκοπό τον έλεγχο της ενζυμικής τους δραστηριότητας με ραδιενεργά σεσημασμένα υποστρώματα. Τα αποτελέσματα από την εργασία αυτή αναμένεται να συμβάλλουν στην κατανόηση του ρόλου των συγκεκριμένων γονιδίων που εμπλέκονται στην κατανομή της σακχαρόζης στα φυτικά όργανα του σόργου και να βοηθήσουν τα σχετικά προγράμματα γενετικής βελτίωσής του. 72

73 ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΑΒΙΟΤΙΚΩΝ ΚΑΤΑΠΟΝΗΣΕΩΝ ΣΤΗΝ ΑΝΘΕΚΤΙΚΟΤΗΤΑ ΚΑΙ ΤΗΝ ΜΕΤΑΒΟΛΙΚΗ ΟΜΟΙΟΣΤΑΣΗ ΔΙΑΓΟΝΙΔΙΑΚΩΝ ΦΥΤΩΝ ΚΑΠΝΟΥ ΠΟΥ ΥΠΕΡΕΚΦΡΑΖΟΥΝ ΤΟ ΓΟΝΙΔΙΟ Gmgstu4 Χ. Κισσούδης 1, Ε. Αξαρλή 2, Ν. Λάμπρου 2, Π. Μαδέσης 3, Α. Τσαυτάρης 1,3, Ε. Νιάνιου- Ομπεϊντάτ 1 1 Εργαστήριο Γενετικής και Βελτίωσης Φυτών, Γεωπονική Σχολή, Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης,, Θεσσαλονίκη 2 Εργαστήριο Ενζυμικής Τεχνολογίας, Τμήμα Γεωπονικής Βιοτεχνολογίας, Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Αθηνών, Ιερά Οδός 75, Αθήνα Ινστιτούτο Αγροβιοτεχνολογίας, Ε.Κ.Ε.Τ.Α., 6 ο χλμ οδού Χαριλάου- Θέρμης, Θέρμη Περίληψη Η οικογένεια των μεταφορασών της γλουταθειόνης (Glutathione Transferases, GSTs) των φυτών συνιστά σημαντικό μέλος του μηχανισμού προστασίας έναντι των αβιοτικών καταπονήσεων. Στην παρούσα εργασία μελετήθηκε η ανθεκτικότητα υπό την επίδραση αβιοτικών καταπονήσεων in vitro, αγρίου τύπου και διαγονιδιακών φυτών καπνού T 1 της ποικιλίας Μπασμά Ξάνθης που υπερεκφράζουν το γονίδιο του ισοενζύμου GmGSTU4 της σόγιας. Επίσης πραγματοποιήθηκε μεταβολομική ανάλυση των φυτών με αέριο χρωματογραφία/φασματοφωτομετρία μάζας (GC/MS). Παρατηρήθηκε αυξημένη ανθεκτικότητα στην οξειδωτική καταπόνηση μετά από εφαρμογή 0,4 μμ paraquat όπως και σημαντική αύξηση ανθεκτικότητας στην αλατότητα (150 mm NaCl). Αντιθέτως δεν παρατηρήθηκε αυξημένη ανθεκτικότητα στην ωσμωτική καταπόνηση (100 και 200 mm μανιτόλη). Σημαντικές διαφορές παρατηρήθηκαν στην μεταβολική σύσταση των διαγονιδιακών και αγρίου τύπου φυτών υπό την επίδραση των καταπονήσεων. Η υπερέκφραση του gstu4 γονιδίου σε διαγονιδιακά φυτά καπνού αναμένεται να προσφέρει καινούριες δυνατότητες στην αντιμετώπιση αβιοτικών καταπονήσεων. Η διαφορετική αντίδραση των διαγονιδιακών φυτών στην αλατότητα και την ωσμωτική καταπόνηση υποδεικνύουν φυσιολογικούς ρόλους των GSTs που χρήζουν περαιτέρω μελέτης Εισαγωγή Οι αβιοτικές καταπονήσεις, και ειδικότερα η αλατότητα και η ξηρασία είναι παράγοντες που προκαλούν σημαντική μείωση στο παραγωγικό δυναμικό των καλλιεργούμενων φυτών. Γι αυτό το λόγο είναι πρωτεύουσας σημασίας η κατανόηση φυσιολογικών και βιοχημικών μεταβολών που προκαλούν στα φυτά, καθώς και η αποσαφήνιση των μηχανισμών ανθεκτικότητας των φυτών, με σκοπό την αποτελεσματική βελτίωση τους και την δημιουργία ποικιλιών ανθεκτικών στις παραπάνω καταπονήσεις (Bartels and Sunkar, 2005). Οι μεταφοράσες της γλουταθειόνης (Glutathione trasferases, GSTs), πολυπλήθης οικογένεια διμερών ισοενζύμων, αποτελεί σημαντικό μέλος του μηχανισμού αποτοξίνωσης ξενοβιοτικών ουσιών, μεταξύ αυτών και των ζιζανιοκτόνων, καταλύοντας τη συμπλοκοποίηση του τριπεπτιδίου της γλουταθειόνης με την ξενοβιοτική ουσία (Dixon et al., 2002). Ολοένα και σημαντικοτερη όμως διαφαίνεται να είναι η συμμετοχή τους και στην αντιμετώπιση διάφορων καταπονήσεων από τα φυτά, τόσο άμεσα, μέσω της εξουδετέρωσης παραπροϊόντων της οξειδωτικής καταπόνησης, αλλά και έμμεσα συμμετέχοντας σε όδους σηματοδότησης (Kilili et al., 2004). Το ισοένζυμο της σόγιας GmGSTU4 χαρακτηρίζεται από υψηλή δράση υπεροξειδάσης της γλουταθειόνης. To γονίδιο του ισοενζύμου υπερεκφράστηκε σε φυτά καπνού της ποικιλίας Μπασμάς. Τα διαγονιδιακά φυτά επέδειξαν υψηλότερη ανθεκτικότητα στα ζιζανιοκτόνα fluorodifen και oxyflorfen τα οποία προκαλούν οξειδωτική καταπόνηση (Benekos et al.,2010). 73

74 Τεχνικές που επιτρέπουν την ανάλυση ενός μεγάλου αριθμού μεταβολιτών, μπορούν να προσφέρουν σημαντικά στην κατανόηση των μηχανισμών αυξημένης ανθεκτικότητας σε καταπονήσεις. Οι μεταβολίτες ως τα τελικά προϊόντα της έκφρασης γονιδίων και της καταλυτικής δράσης των πρωτεϊνών, είναι οι ρυθμιστές της κυτταρικής ομοιόστασης, υπό συνθήκες καταπόνησης, έχοντας λειτουργίες τόσο προστατευτικές όσο και ρυθμιστικές (Shulaev et al., 2008). Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η μελέτη της ανθεκτικότητας σε αβιοτικές καταπονήσεις, διαγονιδιακών φυτών καπνού που υπερπαράγουν το ισοένζυμο GmGSTU4. Υλικά και μέθοδοι Ως φυτικό υλικό χρησιμοποιήθηκαν αγρίου τύπου (WT) και Τ 1 διαγονιδιακά, φυτά καπνού (Nicotiana tabacum L.) τύπου Μπασμά Ξάνθης, που υπερεκφράζουν το γονίδιο του ισοενζύμου Gmgstu4 υπό τον έλεγχο του προαγωγέα CaMV 35S (Βenekos et al., 2010). Η διαγονιδιακή σειρά ΒΑGST-3 με την υψηλότερη έκφραση του διαγονιδίου (Κισσούδης, 2010) επιλέχθηκε για τα περαιτέρω πειράματα. Oξειδωτική καταπόνηση Η ανθεκτικότητα προσδιορίστηκε με εμβάπτιση φυλλικών δίσκων, από σπορόφυτα 8 εβδομάδων, σε υδατικό διάλυμα 0,4 μμ paraquat. Κατόπιν παραμονής 12 ωρών στο σκοτάδι, οι φυλλικοί δίσκοι τοποθετήθηκαν σε συνεχές φως έντασης 100 μe m -2 s -1 και στα χρονικά διαστήματα 6, 12 και 24 ωρών πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις της ηλεκτρικής αγωγιμότητας του διαλύματος με αγωγιμόμετρο (Crison Model Micro CM 2201). Η σχετική διαρροή ηλεκτρόλυτων υπολογίστηκε ως ο λόγος της μετρηθήσας σε κάθε χρονικό διαστημα (α) προς την ολική (β) κατόπιν βρασμού των φυλλικών δίσκων (α/β*100). Αλατότητα και την ωσμωτική καταπόνηση in vitro Σπορόφυτα ηλικίας 3 εβδομάδων μεταφέρθηκαν σε δοχεία Μagenta σε υπόστρωμα MS (Murashige and Skoog,1962) συμπληρωμένο με 150 και 300 mμ NaCl ή 100 και 200 mμ μανιττόλη. Κατόπιν 30 ημερών ανάπτυξης μετρήθηκε το μήκος βλαστού και το ολικό νωπό βάρος των φυτών. Μεταβολομική ανάλυση Σπορόφυτα ηλικίας 2 εβδομάδων μεταφέρθηκαν σε δοχεία Μagenta σε υπόστρωμα MS συμπληρωμένο με 100 mμ NaCl ή 70 mμ μανιττόλη. Φύλλα λήφθηκαν μετά από 20 ημέρες ανάπτυξης. Περίπου 10 mg ξηρού βάρους των φύλλων λειοτριβήθηκαν με υγρό άζωτο. Η εκχύλιση των μεταβολιτών πραγματοποιήθηκε με την προσθήκη 380μl μεθανόλη και 20 μl διαλύματος ριβιτόλης σε μεθανόλη (0,2 mg/ml). Η υδατική φάση του διαλύματος η οποία περιέχει τους πολικούς μεταβολίτες, μεταφέρθηκε σε νέους σωλήνες eppendorf και αποξηράνθηκε με αέριο άζωτο. Ακολούθησε ο προσδιορισμός των μεταβολιτών με αέριο χρωματογραφία (HP6890 GC) σε συνδυασμό με φασματομετρία μάζας (HP 5973 MS). Τα χρωματογραφήματα αξιολογήθηκαν με το λογισμικό AMDIS και οι μεταβολίτες ταυτοποιήθηκαν σύμφωνα με τη βάση δεδομένων Golm (Kopka et al., 2005; Schauer et al., 2005). Κάθε επέμβαση αποτελούνταν από πέντε βιολογικές επαναλήψεις (5 φυτά). Ο προσδιορισμός της σχετικής συγκέντρωσης των μεταβολιτών, ως προς το ξηρό βάρος, έγινε σε σύγκριση με το μεταβολίτη αναφοράς ριβιτόλη (ribitol). H σύγκριση των μέσων όρων της συγκέντρωσης των μεταβολιτών πραγματοποιήθηκε με το t-κριτήριο (P 0,05). Αποτελέσματα Μικρές διαφορές παρατηρήθηκαν μεταξύ των διαγονιδιακών φυτών που υπερπαράγουν το ισοένζυμο GmGSTU4 και των αγρίου τύπου φυτών όσον αφορά την ανθεκτικότητα στην οξειδωτική καταπόνηση. Συγκεκριμένα η σειρά ΒΑGST-3 επέδειξε υψηλότερη ανθεκτικότητα, μόνο στο χρονικό διάστημα των 12 ωρών (Σχήμα 1) από την έναρξη της καταπόνησης (~25% χαμηλότερη διαρροή ηλεκτρολυτών σε σύγκριση με τα φυτά αγρίου τύπου). 74

75 Σχημα 1. Ανθεκτικότητα αγρίου τύπου φυτών καπνού και της διαγονιδιακής σειράς ΒΑGST-3 στην οξειδωτική καταπόνηση (*στατιστικώς σημαντικές διαφορές σε P 0,05, n=4) Η ανθεκτικότητα των διαγονιδιακών και αγρίου τύπου φυτών στην αλατότητα και την υδατική καταπόνηση μελετήθηκε in vitro (Πίνακας 1). Η σειρά ΒΑGST-3 επέδειξε υψηλότερη ανθεκτικότητα σε συγκριση με τα αγρίου τύπου φυτά αναπτυσσόμενη σε συγκέντρωση 150 mμ NaCl, όπου παρατηρήθηκαν στατιστικώς σημαντικές διαφορές σε όλες τις παραμέτρους ανάπτυξης (αύξηση 48,9% στο μήκος βλαστού και 22,9% στο ολικό νωπό βάρος αντίστοιχα). Ωστόσο στην υψηλότερη συγκέντρωση NaCl (300mM) παρατηρήθηκαν στατιστικώς σημαντικές διαφορές μόνο στο μήκος βλαστού (αύξηση 61%). Αντίθετα δεν παρατηρήθηκαν σημαντικές διαφορές στην ανθεκτικότητα στην υδατική καταπόνηση σε καμία από τις συγκέντρωσης μανιττόλης που εφαρμόστηκαν. Πίνακας 1. Ανθεκτικότητα αγρίου τύπου φυτών καπνού και της διαγονιδιακής σειράς ΒΑGST-3 στην αλατότητα και την ωσμωτική καταπόνηση in vitro NaCl Manittol Μάρτυρας 150mM 300mM 100 mm 200 mm Γενότυποι Μήκος βλαστού (mm) WT 126 ± 7 73 ± 8 21 ± 2 88 ± 5 69 ± 5 ΒΑGST ± ± 8* 34 ± 3* 77 ± 7 67 ± 3 Ολικό νωπό βάρος (g) WT 5,9 ± 0,3 4,4 ± 0,3 2,0 ± 0,2 2,7 ± 0,3 2,1 ± 0,3 ΒΑGST-3 5,3 ± 0,5 5,4 ±0,6* 2,6 ± 0,2 2,4 ± 0,2 1,7 ± 0,2 *στατιστικώς σημαντικές διαφορές σε P 0,05 (n=4) Συνολικά με την χρήση της GC/MS προσδιορίστηκαν 73 μεταβολίτες, στην πλειoψηφία τους μέλη του πρωτογενούς μεταβολισμού όπως αμινοξέα, σάκχαρα και οργανικά οξέα. Σημαντικές μεταβολές παρατηρήθηκαν στην μεταβολική σύσταση των φυτών αγρίου τύπου και της ΒΑGST-3 σειράς υπό την επίδραση αλατότητας και ωσμωτικής καταπόνησης (τα δεδομένα δεν παρουσιάζονται). Η υπερπαραγωγή του ισοενζύμου GmGSTU4 στα διαγονιδιακά φυτά είχε ως συνέπεια σημαντικές μεταβολές στο μεταβολικό προφίλ των φυτών, υπό την επίδραση των καταπονήσεων (Πίνακας 2). Συγκεκριμένα υπό την επίδραση αλατότητας στα διαγονιδιακά φυτά μετρήθηκε στατιστικώς σημαντική υψηλότερη συγκέντρωση γλυκόζης (2,7 φορές), των υδρόφιλων αμινοξέων γλυκίνη και προλίνη (2,2 και 1,8 φορές αντίστοιχα), ωσμοπροστατευτικών ουσιών καθώς και νικοτινικού οξέως, και μειωμένη συγκέντρωση μανιττόλης (2,8 φορές). Υπό την επίδραση ωσμωτικής καταπόνησης, στα διαγονιδιακά φυτά μετρήθηκε υψηλότερη σχετική συγκέντρωση των 75

76 συμβατών ωσμωλυτών γλυκερόλης και σορβιτόλης (58,9 και 3,3 φορές αντίστοιχα), πυρουβικού οξέος (5,2 φορές) καθώς και μικρότερη συγκέντρωση προλίνης. Πίνακας 2. Μεταβολίτες που μεταβλήθηκαν στατιστικώς σημαντικά στην διαγονιδιακή σειρά ΒΑGST-3 σε σύγκριση με τα φυτά αγρίου τύπου υπό την επίδραση αλατότητας και ωσμωτικής καταπόνησης (P 0,05, n=5) BAGST-3 NaCl / WT NaCl BAGST-3 manittol / WT manittol Μεταβολίτες Μεταβολή (φορές) Μεταβολίτες Μεταβολή (φορές) υδροκινόνη 3,7 γλυκερόλη 58,9 γλυκερόλη 3,3 πυρουβικό οξύ 5,2 γλυκόζη 2,7 σορβιτόλη 3,3 γλυκίνη 2,2 γλυκερικό οξύ 2,5 προλίνη 1,8 ηλεκτρικό οξύ 1,8 νικοτινικό οξύ 1,5 προλίνη -1,5 μανιττόλη -2,8 Συζήτηση Η μικρή αύξηση της ανθεκτικότητας στην οξειδωτική καταπόνηση, πιθανώς οφείλεται στο γεγονός ότι το paraquat προκαλεί υψηλή παραγωγή δραστικών μορφών οξυγόνου,καθιστώντας μη επαρκή την προστατευτική δράση της GmGSTU4 (Yu et al., 2003). Η αυξημένη ανθεκτικότητα των διαγονιδιακών φυτών στην αλατότητα αντικατοπτρίζεται στους μεταβολίτες οι οποίοι μεταβλήθηκαν σημαντικά σε σύγκριση με τα αγρίου τύπου φυτά. Ανάμεσα σε αυτούς είναι υδρόφιλοι μεταβολίτες (υδροκινόνη, γλυκερόλη, προλίνη, γλυκίνη) με προστατευτική δράση σε συνθήκες καταπόνησης (Szabados and Savouré, 2010), καθώς και μεταβολίτες που συμμετέχουν στον ενεργειακό μεταβολισμό (γλυκόζη, νικοτινικό οξύ; Bolouri-Moghaddam et al., 2010) Ωστόσο διαφορετική ανθεκτικότητα των διαγονιδιακών φυτών στην αλατότητα και την ωσμωτική καταπόνηση in vitro, είναι δύσκολο να εξηγηθεί στα πλαίσια της αυξημένης ανθεκτικότητας στην οξειδωτική καταπόνηση που προσδίδει η GmGSTU4, καθώς αναμενόμενη θα ήταν η παρατήρηση ανθεκτικότητας και στις δυο καταπονήσεις. Στα πλαίσια του διαφαινόμενου πολύπλοκου δικτύου σηματοδότησης κατά την επίδραση αβιοτικών καταπονήσεων, η υπερέκφραση της GmGSTU4 πιθανώς να διατάραξε ομοιοστατικούς μηχανισμούς, επηρρεάζοντας το οξειδοαναγωγικό δυναμικό (Foyer and Noctor, 2009; Miller et al., 2007). Αυτό υποστηρίζεται και από την ανάλυση μεταβολιτών, η οποία κατέδειξε σημαντικές διαφορές στους μεταβολίτες που διαφοροποιήθηκαν σημαντικά στα διαγονιδιακά φυτά υπό την επίδραση αλατότητας και ωσμωτικής καταπόνησης. Είναι πιθανό αυτή η διαφοροποίηση να έχει περαιτερω πλειοτροπικές επιδράσεις, λόγω λειτουργιών σηματοδότησης πολλών μεταβολιτών (Bolouri-Moghaddam et al., 2010; Hannah et al., 2010). Συμπερασματικά η διαφορετική αντίδραση των διαγονιδιακών φυτών στης αβιοτικές καταπόνησεις υποδεικνύουν περαιτέρω φυσιολογικούς ρόλους των GSTs, πιθανώς σε επίπεδο σηματοδότησης. Οι GSTs μελετώνται λεπτομερώς καθώς παρουσιάζουν ιδιαίτερο ενδιαφέρον για τη γεωπονία (μετέχουν σε μηχανισμούς έναντι βιοτικών και αβιοτικών καταπονήσεων και στον κυτταρικό μηχανισμό αδρανοποίησης ζιζανιοκτόνων, άρα και στην ενίσχυση της ανθεκτικότητας των φυτών έναντι τέτοιων ουσιών) και την ιατρική (αποτελούν μοριακούς στόχους για τον σχεδιασμό αντικαρκινικών φαρμάκων). Βιβλιογραφία Bartels, D. and Sunkar, R Drought and salt tolerance in plants. Critical Reviews in Plant Sciences 24:

77 Benekos, K., Kissoudis, C., Nianiou-Obeidat, I., Labrou, N., Madesis, P., Kalamaki, M., Makris A. and Tsaftaris, A Overexpression of a specific soybean GmGSTU4 isoenzyme improves diphenyl ether and chloroacetanilide herbicide tolerance of transgenic tobacco plants. Journal of Biotechnology 150: Bolouri-Moghaddam, M.R., Le Roy, K., Xiang, L., Rolland, F., and Van Den Ende, W Sugar signalling and antioxidant network connections in plant cells. FEBS Journal 277: Dixon, D.P., Lapthorn, A. and Edwards, R Plant glutathione transferases. Genome Biology 3 Foyer, C.H., and Noctor, G Redox regulation in photosynthetic organisms: Signaling, acclimation, and practical implications. Antioxidants and Redox Signaling 11: Hannah, M.A., Caldana, C., Steinhauser, D., Balbo, I., Fernie, A.R., and Willmitzer, L Combined transcript and metabolite profiling of arabidopsis grown under widely variant growth conditions facilitates the identification of novel metabolitemediated regulation of gene expression. Plant Physiology 152: Kilili, K.G., Atanassova, N., Vardanyan, A., Clatot, N., Al-Sabarna, K., Kanellopoulos, P.N., Makris, A.M. and Kampranis, S.C Differential roles of Tau class glutathione S-transferases in oxidative stress. Journal of Biological Chemistry 279: Κισσούδης, Χ Μελέτη της κληρονόμησης και της έκφρασης του γονιδίου gstu4 της σόγιας (Glycine max L.) σε διαγονιδιακά φυτά καπνού (Nicotiana tabacum L.). Μεταπτυχιακή διατριβή. Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης. Kopka, J., Schauer, N., Krueger, S., Birkemeyer, C., Usadel, B., Bergmuller, E., Dormann, P., Weckwerth, W., Gibon, Y., Stitt, M., Willmitzer, L., Fernie, A.R. and Steinhauser, D GMD@CSB.DB: the Golm Metabolome Database. Bioinformatics 21: Miller, G., Suzuki, N., Rizhsky, L., Hegie, A., Koussevitzky, S., and Mittler, R Double mutants deficient in cytosolic and thylakoid ascorbate peroxidase reveal a complex mode of interaction between reactive oxygen species, plant development, and response to abiotic stresses. Plant Physiology 144: Murashige T., Skoog F., A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures Physiologia Plantarum 1962; 15: Schauer, N., Steinhauser, D., Strelkov, S., Schomburg, D., Allison, G., Moritz, T., Lundgren, K., Roessner-Tunali, U., Forbes, M.G., Willmitzer, L., Fernie, A.R. and Kopka, J GC-MS libraries for the rapid identification of metabolites in complex biological samples. FEBS Letters 579: Shulaev, V., Cortes, D., Miller, G., and Mittler, R Metabolomics for plant stress response. Physiologia Plantarum 132: Slama, I., Ghnaya, T., Hessini, K., Messedi, D., Savouré, A. and Abdelly, C Comparative study of the effects of mannitol and PEG osmotic stress on growth and solute accumulation in Sesuvium portulacastrum. Environmental and Experimental Botany 61: Szabados, L,, Savouré, A, 2010 Proline: a multifunctional amino acid. Trends in Plant Science 15: Yu, T., Li, Y.S., Chen, X.F., Hu, J., Chang, X. and Zhu, Y.G Transgenic tobacco plants overexpressing cotton glutathione S-transferase (GST) show enhanced resistance to methyl viologen. Journal of Plant Physiology 160: Zou, J., Liu, C., Liu, A., Zou, D., Chen, X Overexpression of OsHsp17.0 and OsHsp23.7 enhances drought and salt tolerance in rice. Journal of Plant Physiology 169:

78 EFFECT OF ABIOTIC STRESSES ON RESISTANCE AND METABOLIC HOMEOSTASIS OF TRANSGENIC TABACO PLANTS SUPEREXPRESSING THE Gmgstu4 GENE Ch. Kissoudis 1, Ε. Axarli 2, Ν. Lamprou 2, P. Madessis 3, Α. Tsaftaris 1,3, Ε. Nianou- Obadat 1 1 Laboratory of Genetics and Plant Breeding, School of Argonomy, Α.U.Th., 54124, Thessaloniki, Hellas 2 Laboratory of Enzyme Technology, Dep. Of Agric. Biotech., Agricultural Univ. of Athens, 75, Iera Odos, Athens, Hellas 3 Institute of Agrobiotechnology (ΙΝ.Α.), Ε.Κ.Ε.Τ.Α., 57001, Thermi, Thessaloniki, Hellas Abstract Plant glutathione transferases (GSTs) superfamily comprises a major part of the defensive network against abiotic stress. Aim of this work was to study the in vitro abiotic stress tolerance of T 1 transgenic tobacco cv Xanthi plants overexpressing the GmGSTU4 isoenzyme of soybean, accompanied with a metabolomics analysis using gas chromatography/ mass spectrometry (GC/MS). Transgenic plants were more tolerant to oxidative stress imposed by 0.4 μμ paraquat, as also to salinity (150 mm NaCl) in vitro. Conversely no increased tolerance was observed to dehydration stress by 100 and 200 mm manittol. Examining of the tobacco plants metabolome, revealed significant differences in the concentration of several metabolites between wild type and transgenic plants under both stresses. The different and in a large extend non overlapping set of metabolites altered at each stress conditions, possibly explains the differential observed tolerance of transgenic plants to salinity and dehydration stress. In conclusion τhe overexpression of GmGSTU4 isoenzyme in transgenic tobacco plants confirmed, its involvement in abiotic stress tolerance. Τhe differential response of transgenic plants to salinity and dehydration stress possibly implies further physiological roles of plant GSTs, that need to be elucidated. 78

79 ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΟΥ D ΓΟΝΙΔΙΩΜΑΤΟΣ ΣΤΗΝ ΑΝΔΡΟΓΕΝΕΤΙΚΗ ΙΚΑΝΟΤΗΤΑ ΤΟΥ ΜΑΛΑΚΟΥ ΣΙΤΑΡΙΟΥ Θ. Λαζαρίδου 1, Χρ. Πάνκου 2, Ι. Ν. Ξυνιάς 3, Π. Καλτσίκης 4 και Δ. Γ. Ρουπακιάς 2 1 Τ.Ε.Ι. Δυτ. Μακεδονίας, Παράρτημα Φλώρινας, Τμήμα Φυτικής Παραγωγής 2 Εργ. Γενετικής και Βελτίωσης Φυτών Α.Π.Θ. 3 Τ.Ε.Ι. Καλαμάτας, Τμήμα Φυτικής Παραγωγής. 4 Εργ. Βελτίωσης Φυτών και Γεωργικού Πειραματισμού, Γ. Π. Α. Η ανταπόκριση στην ανθηροκαλλιέργεια εξαρτάται από πολλούς παράγοντες και μεταξύ αυτών από το θρεπτικό υπόστρωμα, την προμεταχείρηση με χαμηλές ή υψηλές θερμοκρασίες και κυρίως από τον γενότυπο του υπό μελέτη φυτού. Όσον αφορά το μαλακό σιτάρι έχει προταθεί ότι γονίδια που εδρεύουν στο B γονιδίωμα εμπλέκονται στην παραγωγή εμβρυοειδών δομών και γενικά στην ανδρογενετική ικανότητα. Άλλα όμως πειραματικά δεδομένα αμφισβητούν την άποψη αυτή και θεωρούν ότι το D γονιδίωμα είναι αυτό που παίζει τον καθοριστικό ρόλο. Σκοπός λοιπόν της παρούσας εργασίας ήταν να διερευνηθεί κατά πόσο το D γονιδίωμα έχει την ικανότητα αυτή. Για το λόγο αυτό οι ποικιλίες μαλακού σιταριού Thacher και Rescue (AABBDD) και τα αντίστοιχα τετραπλοειδή φυτά (AABB) που προήλθαν από αυτές μελετήθηκαν ως προς την αντίδρασή τους στην καλλιέργεια ανθήρων. Καλλιεργήθηκαν 1300 περίπου ανθήρες (προερχόμενοι από 30 στάχια) από κάθε ποικιλία. Ως υπόστρωμα εκκίνησης χρησιμοποιήθηκε το W14 ενώ ως υπόστρωμα αναγέννησης το Τέλος τα πράσινα φυτά που σχηματίστηκαν τοποθετήθηκαν σε υπόστρωμα MS χωρίς προσθήκη ορμονών. Παρατηρήθηκε ανταπόκριση στην ανθηροκαλλιέργεια και των δύο ποικιλιών (Thacher και Rescue). Αντίθετα, καμία αντίδραση δεν καταγράφηκε από τα τετραπλοειδή φυτά. Η αντίδραση στην ανθηροκαλλιέργεια μετρήθηκε με τον αριθμό των εμβρυοειδών και τον αριθμό των παραγόμενων (πράσινων και αλβίνων) φυτών. Συγκεκριμένα σχηματίστηκαν 5,9 εμβρυοειδή /100 ανθήρες και 2,28/100 ανθήρες από τις ποικιλίες Thacher και Rescue αντίστοιχα, ενώ ο σχηματισμός εμβρυοειδών από τα τετραπλοειδή ήταν σχεδόν ανύπαρκτος. Τέλος πράσινα φυτά σχηματίστηκαν από τις ποικιλίες Thacher και Rescue όχι όμως και από τα τετραπλοειδή τους. 79

80 ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΗΣ ΑΛΑΤΟΤΗΤΑΣ ΚΑΙ ΤΗΣ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΣ ΣΤΗΝ ΒΛΑΣΤΙΚΗ ΙΚΑΝΟΤΗΤΑ ΚΑΙ ΤΗΝ ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΤΟΥ ΛΑΠΑΘΟΥ Α. Λιόπα-Τσακαλίδη 1, Κ. Δεληγιάννης 1, Χρ. Χαλβαντζής 1, Ι. N. Ξυνιάς 2 1 ΤΕΙ Μεσολογγίου, Τμήμα Μηχανολογίας & Υδάτινων Πόρων, Νέα Κτίρια,30200 Μεσολόγγι 2 ΤΕΙ Καλαμάτας, Τμήμα Φυτικής Παραγωγής Αντικάλαμος, Καλαμάτα Περίληψη Μελετήθηκε σε συνθήκες θερμοκηπίου και στις θερμοκρασίες των 15 και 18 ο C, η επίδραση της αλατότητας στη βλαστική ικανότητα του σπόρου και την πρώτη ανάπτυξη του λάπαθου (Rumex acetosa). Σπόροι του φυτού σπάρθηκαν μηχανικά σε ειδικούς δίσκους παραγωγής σποροφύτων που περιείχαν εδαφικό υπόστρωμα, ενώ για την επικάλυψη των σπόρων χρησιμοποιήθηκε και μικρή ποσότητα βερμικουλίτη. Τα σποροδοχεία μεταφέρθηκαν στο προβλαστήριο (θερμοκρασία: 20 ± 1 C, σχετ. υγρασία: 90±5%) για εννέα ημέρες και κατόπιν μεταφέρθηκαν σε θερμοκήπιο (θερμοκρασία: 18 ± 2 C, σχετ. υγρασία: 70±5%). Χρησιμοποιήθηκαν υδατικά διαλύματα με περιεκτικότητα 40, 60, και 80 mμ NaCl ενώ ως μάρτυρας χρησιμοποιήθηκε το Η 2 Ο και τα φυτά ποτίζονταν ανά δύο ημέρες. Ο έλεγχος της βλαστικότητας των σπόρων και της ανάπτυξης των φυτών καταγράφονταν ανά δυο ημέρες έως την ημέρα που δεν φύτρωναν πλέον άλλοι σπόροι. Η βλαστική ικανότητα του σπόρου του λάπαθου στο μάρτυρα και στις θερμοκρασίες των 15 και 18 ο C κυμάνθηκε από 94-97%. Η παρουσία του NaCl ανεξαρτήτως θερμοκρασίας μείωσε τη βλαστική ικανότητα του λάπαθου και η μείωση αυτή ήταν μεγαλύτερη στη χαμηλή θερμοκρασία των 15 ο C. Στους 15 ο C το NaCl μείωσε τα μήκη των ριζών, των υποκοτυλίων, του πρώτου εμφανιζόμενου φύλλου και το ύψος των φυταρίων σε σύγκριση με τον μάρτυρα. Η μείωση του ύψους των φυταρίων ήταν αντιστρόφως ανάλογη της αύξησης της συγκέντρωσης του NaCl. Στους 18 ο C η αύξηση των συγκεντρώσεων του NaCl επέδρασε θετικά στην αύξηση ύψους των φυταρίων, του μήκους των υποκοτύλιων, του πρώτου εμφανιζόμενου φύλλου ενώ δεν επηρέασε το μήκος των ριζών. Εισαγωγή Το λάπαθο (Rumex acetosa) ανήκει στα άγρια αυτοφυή λαχανευόμενα φυτά, που αποτελούν το αντικείμενο συλλογής και εκμετάλλευσης για τις ανάγκες της ανθρώπινης διατροφής. Λόγω της χρησιμοποίησής του στη μαγειρική (πρώτη ύλη σε πίτες, σούπες, σαλάτες) καλλιεργείται περιστασιακά από τους αγρότες, ενώ η βλαστική του ικανότητα διαρκεί δυο χρόνια (Thompson et al. 1997). Η μεγάλη σπουδαιότητα του φυτού εντοπίζεται κυρίως στην υψηλή θρεπτική του αξία, στη φυσική ανθεκτικότητα σε προσβολές ασθενειών και εντόμων και στην προσαρμοστικότητά του σε αντίξοες εδαφικές συνθήκες. Ένα καθοριστικό στοιχείο στην αξιολόγηση των άγριων ειδών και για την επίτευξη μιας λογικής παραγωγής, είναι ο προσδιορισμός της ανθεκτικότητας τους σε αλατούχα εδάφη. Η βλάστηση των σπόρων του λάπατου επηρεάζεται από την αλατότητα (Al-Karaki 2001), ενώ έχουν καταγραφεί ποιοτικές διάφορες μεταξύ των καλλιεργούμενων και των άγριων-αυτοφυών φυτών (van Elsen and Faller 2005). Η θερμοκρασία είναι ένας δεύτερος παράγοντας που επηρεάζει τη βλάστηση των σπόρων σε συνθήκες αλατότητας και μη (Khan and Ungar 1997). Το λάπαθο φυτρώνει σε υγρά ή σκιερά εδάφη. Οι σπόροι του δεν περνούν από στάδιο λήθαργου και για το λόγο αυτό αμέσως μετά τη διασπορά τους κατά το φθινόπωρο βλαστάνουν αμέσως. Για το λόγο αυτό θεωρούνται βραχύβιοι. Σκοπός της παρούσας εργασίας ήταν να διερευνήσει την επίδραση του NaCl και της θερμοκρασίας στη βλαστική ικανότητα των σπόρων και τη πρώτη ανάπτυξη των φυτών του λάπαθου. 80

81 Germination (%). Υλικά και Μέθοδοι Για την επίδραση του NaCl στη βλάστηση σπόρων και στην αύξηση του μήκους των φυταρίων του λάπαθου (Rumex acetosa) πραγματοποιήθηκαν πειραματικές δοκιμές από τον Νοέμβριο του 2009 έως τον Απρίλιο του Οι σπόροι του λάπαθου σπάρθηκαν με μηχανή σποράς σε ειδικά πλαστικά σποροδοχεία με χώμα γλάστρας τα οποία σκεπάστηκαν με βερμικουλίτη. Χρησιμοποιήθηκαν οι εξής πειραματικές μεταχειρίσεις: Α) Η 2 Ο- (μάρτυρας), Β) υδατικά διαλύματα με περιεκτικότητα σε NaCl 40, 60, και 80 mμ. Τα σποροδοχεία μεταφέρθηκαν σε θάλαμο ελεγχόμενων συνθηκών (θερμοκρασία: 20 ± 1 0 C, σχετική υγρασία: 90±5%) όπου παρέμειναν έως την πρώτη έκπτυξη ριζιδίου και κοτυληδόνων. Στη συνέχεια, η βλαστική ικανότητα των σπόρων του λάπαθου αξιολογήθηκε σε θερμοκήπιο ελεγχόμενων συνθηκών σε δυο διαφορετικές θερμοκρασίες α) 15 ± 5 0 C, β) 18 ± 5 0 C. Για κάθε θερμοκρασία πραγματοποιήθηκαν τρεις πειραματικές δοκιμές με έξι επαναλήψεις για κάθε μεταχείριση. Ο έλεγχος του αριθμού των σπόρων που βλάστησαν καθώς και η μέτρηση του μήκους των φυταρίων γινόταν ανά δυο ημέρες από την σπορά. Το μήκος των φυτών μετρήθηκε με τη βοήθεια μιας ταινίας χιλιοστόμετρων σε ακριβώς 1mm. Η αξιολόγηση των δεδομένων για την επίδραση της αλατότητας και της θερμοκρασίας στην βλαστική ικανότητα και ανάπτυξη του λάπαθου έγινε με χρήση του στατιστικού προγράμματος SPSS με τη μέθοδο ANOVA. Για τον έλεγχο των Post Hoc συγκρίσεων χρησιμοποιήθηκε εναλλακτικά κατά περίπτωση η μέθοδος Student-Newman-Keuls (SNK) και η μέθοδος Tukey. Αποτελέσματα και Συζήτηση Βλαστική ικανότητα σπόρων λάπαθου Η βλαστική ικανότητα του σπόρου του λάπαθου στον μάρτυρα κυμάνθηκε από 94-97%, χωρίς όμως να παρατηρηθούν στατιστικά σημαντικές διαφορές μεταξύ των δυο θερμοκρασιών (15 και 18 ο C). Η παρουσία του NaCl στις θερμοκρασίες 15 και 18 ο C στο θερμοκήπιο μείωσε τη βλαστική ικανότητα του λάπαθου και η μείωση αυτή ήταν μεγαλύτερη στη χαμηλή θερμοκρασία των 15 ο C στο θερμοκήπιο (Εικόνα 1). Οι Van Assche et al. (2002) αναφέρουν ότι σε σταθερές θερμοκρασίες στο εργαστήριο, τα ποσοστά βλάστησης των σπόρων του λάπαθου αυξάνονται αυξανόμενης της θερμοκρασίας από 58 % στους 7,5 C, 75% στους 15 C, έως 81% στους 22,5 C. Τα αποτελέσματα της παρούσης εργασίας έδειξαν ότι η θερμοκρασία των 18 ο C επέδρασε ευνοϊκά στη βλάστηση των σπερμάτων του μάρτυρα και το ποσοστό βλάστησης ήταν 97%. Αύξηση μήκους φυταρίων λάπαθου Το ύψος των φυταρίων του μάρτυρα στους 15 ο C ήταν 8,2cm ενώ στους 18 ο C ήταν 7,6 cm. Οι συγκεντρώσεις του NaCl στη θερμοκρασία των 15 ο C μείωσαν σημαντικά το ύψος των φυταρίων του λάπαθου σε σχέση με το ύψος των φυταρίων του μάρτυρα ( Η 2 Ο). Η μείωση των φυταρίων ήταν αντιστρόφως ανάλογη με την αύξηση της συγκέντρωσης του NaCl. Αντιθέτως, στη θερμοκρασία των 18 ο C στο θερμοκήπιο η αύξηση του μήκους των φυταρίων ήταν ανάλογη με την αύξηση της συγκέντρωσης του NaCl (Εικόνα 2) Sorrel (Rumex acetosa L.) H2O 40 mm NaCl 60 mm NaCl 80 mm NaCl 15±5 C 18±5 C Εικόνα 1: Επίδραση της θερμοκρασίας και της συγκέντρωσης του NaCl στη βλαστική ικανότητα σπόρων του λάπαθου 81

82 Height (cm) Sorrel (Rumex acetosa L.) H2O 40 mm NaCl 60 mm NaCl 80 mm NaCl 15±5 C 18±5 C Εικόνα 2: Επίδραση της συγκέντρωσης του NaCl στο ύψος (±s.e.) των φυταρίων του λάπαθου. Στους 15 ο C στο θερμοκήπιο το μήκος των ριζών του λάπαθου στο μάρτυρα ήταν 2,4cm, τιμή σημαντικά μικρότερη από την αντίστοιχη του μήκους των ριζών στους 18 ο C που ήταν 3,2cm. Η αύξηση της συγκέντρωσης του NaCl στους 15 ο C μείωσε το μήκος της ρίζας των φυταρίων του λάπαθου σε σύγκριση με τον μάρτυρα, ενώ κάτι τέτοιο δεν παρατηρήθηκε όταν η θερμοκρασία ήταν 18 ο C. Στη θερμοκρασία των 15 ο C τα μήκη των ριζών των φυταρίων του μάρτυρα κατά το διάστημα από την 9 η έως τη 19 η ημέρα κυμάνθηκαν από 1,9 έως 2,4cm και ήταν σημαντικά μικρότερα τα αντίστοιχα μήκη στους 18 ο C, που κυμάνθηκαν από 2,9 έως 4cm. Στη θερμοκρασία των 15 ο C η παρουσία του NaCl μείωσε περισσότερο τα μήκη των ριζών των φυταρίων καθ όλη τη διάρκεια του πειραματισμού στο θερμοκήπιο, σε σύγκριση με τα αντίστοιχα στον μάρτυρα (Εικόνα 3). Το μήκος των υποκοτυλίων των φυταρίων του μάρτυρα στους 15 ο C ήταν 4,6cm, τιμή σημαντικά μεγαλύτερη από την αντίστοιχη στους 18 ο C που ήταν 2,2 cm. Στους 15 ο C το μήκος των υποκοτυλίων των φυταρίων του λαπάθου μειωνόταν αυξανομένης της συγκέντρωσης του NaCl και ήταν 4,0 cm στη συγκέντρωση των 40mM NaCl, 3,5 cm στη συγκέντρωση των 60 mm NaCl και 3,4 cm στη συγκέντρωση των 80mM NaCl. Αντίθετα, στους 18 ο C παρατηρήθηκε μια μικρή αύξηση του μήκους των υποκοτυλίων στις συγκεντρώσεις (2,5 cm) 60 και σε 80mM NaCl αυξανομένης της συγκέντρωσης του NaCl, σε σύγκριση με τις αντίστοιχες τιμές στα φυτάρια του μάρτυρα (2,2 cm) (Εικόνα 3). Όσον αφορά το μήκος του πρώτου εμφανιζόμενου φύλλου στα φυτά του μάρτυρα, αυτό ήταν 1,2 και 1,4cm στους 15 ο C και στους 18 ο C αντίστοιχα. Στους 15 ο C το μήκος του πρώτου εμφανιζόμενου φύλλου ήταν μικρότερο σε σχέση με το αντίστοιχο του μάρτυρα. Η μείωση αυτή ήταν αντιστρόφως ανάλογη της αύξησης της συγκέντρωσης του NaCl. Αντίθετα, στους 18 ο C το μήκος του πρώτου εμφανιζόμενου φύλλου αυξάνονταν αυξανομένης της συγκέντρωσης του NaCl (Εικόνα 3). 82

83 Root length (cm) Hypocotyl (cm). Leaf length No 1 (cm). 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0, Days after seeding Days after seeding 4 Sorrel (Rumex acetosa L.) ±5 C H2O 15±5 C 60 mm NaCl 18±5 C H2O 18±5 C 60 mm NaCl Days after seeding 15±5 C 40 mm NaCl 15±5 C 80 mm NaCl 18±5 C 40 mm NaCl 18±5 C 80 mm NaCl Εικόνα 3: Επίδραση της συγκέντρωσης του NaCl στο μήκος της ρίζας, του υποκοτυλίου, Νο 1 φύλλου (±s.e.) των φυταρίων του λάπαθου Βιβλιογραφία Al-Karaki, G.N Germination, sodium and potassium concentrations of barley seeds as influenced by salinity. Journal of Plant Nutrition 24: Khan, M.A., and I. A. Ungar Alleviation of seed dormancy in the desert forb Zygophyllum simplex L. from Pakistan. Annals of Botany 80: Steel, R. G. and J. H. Torrie Principles and procedures of Statistics. McGraw-Hill Book Company, Inc., 481p. Thompson, K, J.P. Bakker, and R.M. Bekker Soil seed banks of North West Europe: methodology, density and longevity. University Press, Cambridge. Van Assche, J., D. Van Nerum, and P. Darius The comparative germination ecology of nine Rumex species. Plant Ecology 159: Van Elsen, T. and D. Faller Nachhaltige ökologische Heilpflanzenproduktion als Naturschutzfrage. Beitr. 8. Wiss.-Tagung zum Ökol. Landbau , Kassel. 83

84 EFFECT OF SALINITY ON GERMINATION AND GROWTH IN SORREL Α. Liopa-Tsakalidi 1, Κ. Deliyiannis 1, Ch. Halvatzis 1 and Ι. N. Xynias 2 1 Technological Educational Institute of Messolonghi, Department of Mechanical and Water Resources Engineering, Nea Ktiria, Messolonghi, Hellas 2 Technological and Educational Foundation, Department of Plant Production, Antikalamos, Kalamata, Hellas Abstract The effect of salinity on various traits of sorrel (Rumex acetosa) was studied at two temperatures (15 and 18 ο C) in the green house. Seeds of the evaluating genotypes were sown mechanically on trays, special for sporophyte production, containing soil supplemented with peat moss and they were covered with a small quantity of vermiculite. The trays were placed into a growth chamber (temperature 20 ± 1 ο C, relative humidity 90±5%) for nine days and they were subsequently transferred into the greenhouse (temperature 18 ± 5 ο C, relative humidity 70±5%). The following aqueous solutions of NaCl were used: Η 2 Ο (check), 40, 60 and 80 mμ, whereas the plants were irrigated every two days. The germination and growth rate of the plantlets was checking every two days until the day seeds stopped to germinate. In the greenhouse, the germination ability of the seeds in the check was 94% at 15 ο C and 97% at 18 ο C. Although the presence of NaCl reduced the germination rate at both temperature regimes, this reduction was more severe at 15 ο C. At 15 ο C NaCl affected negatively the lengths of roots, hypocotyls, first emerging leaf plant and height of the plantlets compared to the check. Plat reduction was inversely analogous to the increase in NaCl concentration. At 18 ο C the increase in NaCl concentration affected positively the height of the plantlets, the lengths of the hypocotyls, first emerging leaf plant whereas, but it did not affect the length of roots. 84

85 ΑΝΤΙΔΡΑΣΗ ΠΟΙΚΙΛΙΩΝ ΣΙΤΟΥ ΣΕ ΔΙΑΛΥΜΑ ΧΛΩΡΙΟΥΧΟΥ ΝΑΤΡΙΟΥ (NaCl) ΚΑΙ ΑΡΓΙΛΙΟΥ (Al) Χρ. Μήτση και Γ. Συμιλλίδης Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Αθηνών Τμήμα Επιστήμης Φυτικής Παραγωγής Εργαστήριο Βελτίωσης Φυτών και Γεωργικού Πειραματισμού Ιερά Οδός 75, Αθήνα Η δημιουργία και διάδοση βελτιωμένων ποικιλιών που παρουσιάζουν ανθεκτικότητα σε εδάφη με υψηλές συγκεντρώσεις χλωριούχου νατρίου, καθώς και σε όξινα εδάφη με πρόβλημα τοξικότητας αργιλίου αποτελεί ίσως τον οικονομικότερο και τον πλέον αποτελεσματικό τρόπο διαχείρισης τέτοιων προβληματικών εδαφών. Στην κατεύθυνση αυτή έχει αναληφθεί και η παρούσα εργασία, η οποία έχει ως σκοπό τη μελέτη της συμπεριφοράς έξι ελληνικών ποικιλιών μαλακού σίτου (Triticum aestivum L.) στο χλωριούχο νάτριο (NaCl) και το αργίλιο (Al). Χρησιμοποιήθηκαν οι ποικιλίες: Αχέρων, Βεργίνα, Λούρος, Νέστος, Ορφέας και Γενερόζο Ε. Τα σπορόφυτα αναπτύχθηκαν σε υδροπονικά διαλύματα συγκεντρώσεων 0 (μάρτυρας), 40 και 80 mm NaCl για 15 ημέρες και συγκεντρώσεων 0 (μάρτυρας), 1 και 2 mg/l Al για 10 ημέρες. Μετρήθηκαν το μήκος και το ξηρό βάρος των ριζών και του βλαστού των σποροφύτων. Επιπλέον, εκτιμήθηκαν οι δείκτες RTI (Root Tolerance Index) και STI (Shoot Tolerance Index). Από την ανάλυση της διασποράς, βρέθηκε ότι η αύξηση της συγκέντρωσης του NaCl προκάλεσε τη μείωση του μήκους των ριζών και του βλαστού σε όλες τις ποικιλίες. Τα ίδια χαρακτηριστικά μειώθηκαν σε συγκέντρωση 1 mg/l Al, ενώ δεν παρατηρήθηκε περαιτέρω μείωση στα 2 mg/l. Για το ξηρό βάρος των ριζών, δεν παρατηρήθηκαν σημαντικές διαφορές μεταξύ των συγκεντρώσεων τόσο του NaCl, όσο και του Al. Το ξηρό βάρος των βλαστών μειώθηκε σημαντικά στα 80 mm NaCl, όπως και στο1 mg/l Al. Ο δείκτης RTI έδειξε ότι στη συγκέντρωση 40 mm NaCl οι ποικιλίες Λούρος και Αχέρων επηρεάστηκαν λιγότερο, σε αντίθεση με την ποικιλία Νέστος, η οποία δέχτηκε την ισχυρότερη επίδραση. Αντίστοιχα, στα 80 mm NaCl καταπονήθηκε περισσότερο η ποικιλία Γενερόζο Ε και λιγότερο η ποικιλία Αχέρων, εικόνα που παρουσιάστηκε και για το δείκτη STI. Στην καταπόνηση με αργίλιο, δεν παρουσιάστηκαν σημαντικές διαφορές για κάποιον από τους δύο δείκτες. Η συνολική εικόνα που προέκυψε αναδεικνύει ως πλέον ανεκτικές τις ποικιλίες Αχέρων και Λούρος και ως πλέον ευαίσθητες τις ποικιλίες Ορφέας και Γενερόζο Ε. Οι ποικιλίες Βεργίνα και Νέστος παρουσίασαν ενδιάμεση συμπεριφορά. 85

86 ΠΡΟΣΑΡΜΟΣΤΙΚΟΤΗΤΑ ΑΥΤΟΦΥΩΝ ΒΙΟΤΥΠΩΝ ΑΡΩΜΑΤΙΚΩΝ ΚΑΙ ΦΑΡΜΑΚΕΥΤΙΚΩΝ ΦΥΤΩΝ ΤΥΠΟΥ ΚΑΡΒΑΚΡΟΛΗΣ, ΣΕ ΣΥΝΘΗΚΕΣ ΕΚΤΑΤΙΚΗΣ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΑΣ. Γ. Παναγόπουλος 1, Β. Κωτούλας 1, Γ. Οικονόμου 1, Π. Ταραντίλης 2, Δ. Καλύβας 3 και Α. Καραμάνος 1 1 Εργαστήριο Γεωργίας, 2 Εργαστήριο Γενικής Χημείας, 3 Εργαστήριο Γεωργικής Χημείας & Εδαφόλογίας, Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Αθηνών, Ιερά Οδός 75, Αθήνα Περίληψη Η αρωµατική και φαρµακευτική (Α/Φ) χλωρίδα της Ελλάδας χαρακτηρίζεται από υψηλή ποικιλομορφία, μεταξύ και εντός των ειδών καθώς και εντός των βιοτύπων τους σε τοπικό επίπεδο. Στόχος της παρούσας μελέτης ήταν να αξιολογήσει την προσαρµοστικότητα οκτώ αυτοφυών βιότυπων Α/Φ φυτών τύπου καρβακρόλης, των ειδών Origanum hirtum (Link.) (Ελληνική ρίγανη), Origanum onites L. (Τούρκικη ή Κρητική ρίγανη), Coridothymus capitatus L. (θυµάρι) και Satureja thymbra L. (θρούµπι), µε τόπο προέλευσης την Ικαρία. Συγκεκριµένα, τριάντα έξι βιότυποι των προαναφερθέντων ειδών, συλλέχθηκαν και αναλύθηκαν ως προς τα ποσοτικά και ποιοτικά χαρακτηριστικά τους. Επιλέχθηκαν δύο βιότυποι από κάθε είδος, µε βάση την υψηλότερη απόδοσή σε αιθέριο έλαιο και την υψηλότερη περιεκτικότητα του ελαιου σε καρβακρόλη και εγκαταστάθηκαν σε δύο πειραµατικούς αγρούς, στην Αρέθουσα Ικαρίας και στο Εργαστήριο Γεωργίας (ΓΠΑ), προκειμένου να μελετηθεί η προσαρμοστικότητα τους σε συνθήκες εκτατικής ξηρικής καλλιέργειας. Μετά από δειγματοληψίες και στις δύο περιοχές προσδιορίστηκαν, η περιεκτικότητα των φυτών σε αιθέριο έλαιο καθώς και η περιεκτικότητα αυτού σε καρβακρόλη. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα της παρούσας μελέτης οι καλλιεργούμενοι βιότυποι και των τεσσάρων φυτών παρουσίασαν υψηλή προσαρμοστικότητα, τόσο όσον αφορά στην % περιεκτικότητα σε έλαιο όσο και στην % περιεκτικότητα αυτού σε καρβακρόλη, καθώς είτε υπερτερούσαν των αυτοφυών βιοτύπων είτε δεν διέφεραν με αυτούς. Η ελληνική ρίγανη φαίνεται να είχε την καλύτερη προσαρμοστικότητα όσον αφορά στην περιεκτικότητα σε αιθέριο έλαιο, ενώ η τούρκικη ρίγανη όσον αφορά στην περιεκτικότητα σε καρβακρόλη. Στις δύο ανωτέρω περιπτώσεις δεν παρατηρήθηκε σημαντική επίδραση των αβιοτικών παραγόντων που μελετήθηκαν. Εισαγωγή Ο όρος ρίγανη περιλαμβάνει ένα μεγάλο αριθμό ειδών που μπορεί να ανήκουν σε διάφορες βοτανικές οικογένειες. Μπορούν να διακριθούν τέσσερις κύριες ομάδες ρίγανης Origanum vulgare ssp hirtum (ελληνική) Origanum onites (τουρκική) Coridothymus capitatus (ισπανική) Lippia graveolens (Μεξικάνικη) (Lawrence, 1994). Η O. onites αναφέρεται και ως κρητική ρίγανη (Lagouri & Nisteropoulou, 2009). Στην Ευρώπη τα πιο κοινά είδη ρίγανης ανήκουν στο γένος Origanum και χρησιμοποιούνται ως μπαχαρικά, καθώς και για το αιθέριο έλαιο που περιέχουν. Το αιθέριο έλαιο της ρίγανης περιέχει υψηλό ποσοστό καρβακρόλης, ένα συστατικό με σημαντική βιολογική δράση. Είναι γνωστό ότι έχει αντιβακτηριακή, αντιμυκητιακή και αντισπασμωδική δράση (Kirimer et al., 1995). Ιδιαίτερα υψηλή περιεκτικότητα σε καρβακρόλη έχει αναφερθεί σε ξηρές και ημίξηρες κλιματικές συνθήκες (Lawrence, 1984; D Antuono et al., 2000). Σε αναλυτικές μελέτες που πραγματοποιήθηκαν στην Ελλάδα από τις Kokkini & Vokou (1989), εντοπίστηκαν τέσσερα είδη ρίγανης πλούσια σε καρβακρόλη, C. capitatus, O. onites, O. vulgare, S. thymbra. Τα ίδια είδη απαντώνται και στην Τουρκία, όπου αναφέρονται με τον όρο Kekik (Kirimer et al., 1995). Πολλοί ερευνητές αναφέρουν ότι στην Μεσογειακή λεκάνη παρατηρείται μεγάλη διακύμανση, τόσο σε απόδοση σε αιθέριο έλαιο, όσο και στην περιεκτικότητα αυτού σε καρβακρόλη (Kirimer et al., 1995, Kokkini & 86

87 Vokou, 1989). Τα καλούμενα ως ρίγανη φυτά είναι τυπικά της Μεσογειακής χλωρίδας, προσαρμοσμένα όμως σε ένα μεγάλο εύρος κλιματικών συνθηκών (Bernath, 1997). Η ετερογένεια των κλιματικών συνθηκών είναι πιθανά ο λόγος της παραλλάκτικότητας που παρουσιάζουν σε αιθέριο έλαιο και καρβακρόλη. Η επίδραση του φυσικού οικοσυστήματος στην διακύμανση της απόδοσης σε αιθέριο έλαιο, καθώς και στην περιεκτικότητα αυτού σε καρβακρόλη αναφέρθηκε σε ένα πλήθος μελετών που διεξήχθησαν στην Κρήτη (Karousou et al., 2005) και την Νίσυρο (Kokkini & Vokou, 1993). Η παραλλακτικότητα στο αιθέριο έλαιο και τα συστατικά του μπορεί να αποδοθεί σε περιβαλλοντικούς παράγοντες, δεδομένου ότι το έλαιο αποτελεί μεταβολικό προϊόν των φυτικών κυττάρων και ως εκτούτου η ποιοτική και η ποσοτική του σύσταση επηρεάζεται από εδαφικούς και κλιματικούς παράγοντες (Vokou et al., 1993). Η ποικιλομορφία των χημειοτύπων αναφέρεται από τους Burkart & Buhler (1997), ως αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης ανάμεσα στο περιβάλλον και τον τύπο του αρωματικού φυτού. Στόχος της παρούσας μελέτης ήταν η αξιολόγηση και διατήρηση 2 επιλεγμένων αυτοφυών βιοτύπων από 4 αρωματικά φυτά του γένους Oregano σε μορφή εκτατικής καλλιέργειας και η μελέτη της προσαρμοστικότητάς τους σε δύο διαφορετικά περιβάλλοντα, στον αγρό του ΓΠΑ στην Αθήνα και στην περιοχή Αρέθουσα της νήσου Ικαρίας. Τα φυτά που επιλέχθηκαν ήταν η Ελληνική ρίγανη (Origanum hirtum L.), η Τούρκικη ρίγανη (Origanum onites L.), το θυμάρι (Coridothymus capitatus L.) και το θρούμπι (Satureja thymbra L). Τα είδη αυτά χαρακτηρίζονται από την υψηλή περιεκτικότητα του αιθέριου ελαίου τους σε καρβακρόλη τόσο στην Ελλάδα οπού είναι γνωστά ως ρίγανη (Kokkini & Vokou, 1989) όσο και στην Τουρκία οπού είναι γνωστά ως Kekik (Kirimer et al., 1995). Υλικά & Μέθοδοι Περιοχές Μελέτης Ικαρία Η Ικαρία είναι το βορειότερο νησί του Αιγαίου πελάγους. Βρίσκεται 19 km από το νησί της Σάμου και καταλαμβάνει μια έκταση 255 km 2 (40 km στο μήκος και 9 km στο μεγαλύτερο πλάτος του). Ολόκληρο το νησί καταλαμβάνεται από το βουνό Αθέρας το οποίο χαρακτηρίζεται από μια απότομη βόρεια πλευρά (Christodoulakis, 1996). Το κλίμα της Ικαρίας χαρακτηρίζεται μεσογειακό με ήπιους χειμώνες και παρατεταμένα ξηρά και ζεστά καλοκαίρια. Η μέση ετήσια θερμοκρασία είναι 18.9 ºC. Η μέση ελάχιστη θερμοκρασία παρατηρείται το Φεβρουάριο (9 ºC) και η μέγιστη τον Ιούλιο (29.3 ºC). Οι άνεμοι που επικρατούν το καλοκαίρι είναι βόρειοι και βορειοανατολικοί, ενώ τον χειμώνα νότιοι και νοτιοδυτικοί. Η μέση ετήσια βροχόπτωση είναι mm με ένα μέγιστο τον Ιανουάριο και ένα ελάχιστο τον Αύγουστο. Η ξηρά περίοδος διαρκεί από τον Απρίλιο μέχρι τον Οκτώβριο. (Mavrokordopoulou et al., 2006). Αθήνα Η Αθήνα βρίσκεται στο κέντρο του λεκανοπεδίου της Αττικής, το οποίο οριοθετείται από τα βουνά της Πάρνηθας, του Υμηττού, της Πεντέλης και του Αιγάλεω. Στην περιοχή της Αττικής το κλίμα είναι εύκρατο, μεσογειακό και γενικά ήπιο το μεγαλύτερο μέρος του χρόνου. Παρόλο όμως που είναι μεσογειακό, το κλίμα της Αθήνας έχει αρκετά μεγάλη διαφορά στα εύρη της θερμοκρασίας μεταξύ καλοκαιριού και χειμώνα σε σχέση με άλλες περιοχές της χώρας. Έχει μέση ετήσια θερμοκρασία 18,3 βαθμούς Κελσίου, ενώ αρκετές ημέρες του καλοκαιριού η θερμοκρασία υπερβαίνει τους 40 0 C. Οι βροχοπτώσεις κυμαίνονται από τα τέλη Σεπτεμβρίου έως και τα μέσα Απριλίου, ενώ το ετήσιο ύψος βροχόπτωσεις είναι 400 mm. 87

88 Επιλογή Φυτικού υλικού Σε 3 ερευνητικές αποστολές που διενεργήθηκαν στις Απριλίου, στις Μαΐου και στις Ιούλιου του 2008 στην νήσο Ικαρία εντοπίστηκαν και συλλέχθηκαν κατά την άνθιση τους φυτικά δείγματα από τα τέσσερα παραπάνω είδη. Συνολικά δημιουργήθηκαν 34 σταθμοί δειγματοληψίας και συλλέχθηκαν 36 φυτικά δείγματα ( 4 S. thymbra, 7 O. onites, 12 O. hirtum και 13 C. capitatus). Κάθε φυτικό δείγμα προέκυψε από την ανάμειξη τριών αντιπροσωπευτικών φυτών από κάθε βιότυπο. Οι βιότυποι αυτοί αξιολογήθηκαν ως προς την περιεκτικότητα τους σε αιθέριο έλαιο και την περιεκτικότητα αυτού σε καρβακρόλη. Με βάση τα παραπάνω χαρακτηριστικά επιλέχθηκαν 2 βιότυποι από κάθε Α/Φ. Εγκατάσταση πειραματικών Αγρών Τον Νοέμβριο του 2008 εγκαταστάθηκαν οι δύο επιλεγμένοι βιότυποι από κάθε Α/Φ φυτό σε πειραματικούς αγρούς στην περιοχή Αρέθουσα της νήσου Ικαρίας και στο αγρόκτημα του ΓΠΑ στην Αθήνα. Το φυτικό υλικό που χρησιμοποιήθηκε προέκυψε από έριζα μοσχεύματα από τους επιλεγμένους αυτοφυής βιότυπους και εγκαταστάθηκε στους πειραματικούς αγρούς με βάση το πειραματικό σχέδιο των τυχαιοποιημένων πλήρων ομάδων με τρείς επαναλήψεις για κάθε βιότυπο. Οι αποστάσεις των φυτών ήταν 40 cm επάνω στην γραμμή και 60 cm μεταξύ των γραμμών. Σε κάθε πειραματικό τεμάχιο εγκαταστάθηκαν 24 φυτά. Οι φυτείες ήταν ξηρικές αφού έγιναν μόνο δύο ποτίσματα, ένα κατά την εγκατάσταση και ένα το καλοκαίρι του Συλλογή φυτικού υλικού Τα φυτά συλλέχθηκαν κατά την πλήρη άνθιση ανά περιοχή και φυτό. Συγκεκριμένα στην περιοχή της Αθήνας τα φυτά συλλέχθηκαν στις 29 Απριλίου (Θρούμπι), 25 Μαΐου (Τούρκικη ρίγανη) και 28 Ιουνίου (Θυμάρι και Ελληνική ρίγανη). Αντίστοιχα στην περιοχή της Ικαρίας τα φυτά (καλλιεργούμενα και αυτοφυή) συλλέχθηκαν 3-4 Μαΐου (Θρούμπι), Μαίου (Τούρκικη ρίγανη) και Ιουλίου (Θυμάρι και Ελληνική ρίγανη). Πρέπει να αναφερθεί ότι από κάθε επανάληψη στις δύο φυτείες καθώς και από τον αντίστοιχο αυτοφυή βιότυπο συλλέγονταν τρία αντιπροσωπευτικά (με βάση την ανάπτυξη τους) φυτά από την ανάμειξη των οποίων προέκυπτε ένα δείγμα. Όλα τα δείγματα που συλλέχθηκαν υπέστησαν ήπια ξήρανση υπό σκιά και αποθηκευτήκαν σε θερμοκρασία δωματίου το πολύ για 20 ημέρες μέχρι την ανάλυση τους. Παραλαβή του αιθέριου ελαίου Η παραλαβή του αιθέριου ελαίου έγινε με την μέθοδο της υδροαπόσταξης με συσκευή Clevenger για 4 ώρες. Για την ανάλυση χρησιμοποιήθηκαν άνθη και φύλλα από κάθε δείγμα τα οποία πρώτα είχαν κονιορτοποιηθεί. Τα αιθέρια έλαια που προέκυψαν αποθηκευτήκαν στους -18 ο C μέχρι να πραγματοποιηθεί η ποιοτική και ποσοτική ανάλυση τους. Χημική ανάλυση Η ανάλυση των αιθέριων ελαίων έγινε με την χρήση αέριου χρωματογράφου και φασματογράφου μάζας (GC: HP Series 2, τύπος 5890, MS: HP 5972). Η αναγνώριση των συστατικών έγινε με βάση τους χρόνους έκλουσης τους, τις ηλεκτρονικές βιβλιοθήκες NIST 98 και WILLEY 275, την χρήση πρότυπων ουσιών όταν ήταν διαθέσιμα και από δημοσιευμένα δεδομένα (Adams, 1995). Στατιστική ανάλυση Εφαρμόστηκε περιγραφική στατιστική για την ανάλυση των δεδομένων μας για κάθε είδος φυτού και κάθε βιότυπο ανά περιοχή. Επιπλέον διενεργήθηκε η πολυπαραγοντική ανάλυση της διασποράς (MANOVA) με σκοπό να αξιολογηθούν οι στατιστικά σημαντικές διαφορές των μέσων κάθε είδους Α\Φ φυτού για τους δύο παράγοντες αλληλεπίδρασης (Βιότυπος, Περιοχή) καθώς και της αλληλεπίδρασης τους (Βιοτυπος x Περιοχή). Τέλος το τεστ πολλαπλών συγκρίσεων (LSD) χρησιμοποιήθηκε για να αποφανθούμε για το αν διέφερε σημαντικά ο κάθε βιότυπος Α/Φ φυτού από περιοχή σε περιοχή. 88

89 Αποτελέσματα & Συζήτηση Από τα αποτελέσματα της πολυπαραγοντικής ανάλυσης της διασποράς (MANOVA) για p < 0,05 προέκυψε ότι υπήρχαν σημαντικές διαφορές ανάμεσα στους βιότυπους κάθε είδους οι οποίες και αποδόθηκαν όσον αφορά στην % περιεκτικότητα σε αιθέριο έλαιο (πίνακας 1) είτε στον παράγοντα περιοχή και στην αλληλεπίδραση του με τον παράγοντα βιότυπο (Θρούμπι), είτε στους παράγοντες βιότυπος, περιοχή και στην αλληλεπίδραση τους (Ρίγανη Τούρκικη), είτε στον παράγοντα βιότυπο και στην αλληλεπίδραση του με τον παράγοντα περιοχή (Θυμάρι). Όσον αφορά στην % περιεκτικότητα αιθέριου ελαίου σε καρβακρόλη (πίνακας 2) οι διαφορές που παρατηρήθηκαν αποδόθηκαν είτε στον παράγοντα περιοχή και στην αλληλεπίδραση του με τον παράγοντα βιότυπο (Θυμάρι), είτε στην στους παράγοντες βιότυπος, περιοχή και στην αλληλεπίδραση τους (Ρίγανη Ελληνική), είτε μόνο στην αλληλεπίδραση των δύο παραγόντων (Θρούμπι). Πρέπει να επισημανθεί ότι για την Ελληνική ρίγανη δεν υπήρχαν διαφορές όσον αφορά στην % περιεκτικότητα σε αιθέριο έλαιο ενώ για την Τούρκικη ρίγανη δεν υπήρχαν διαφορές όσον αφορά στην % περιεκτικότητα αιθέριου ελαίου σε καρβακρόλη. Πίνακας 1. Αποτελέσματα της πολυπαραγοντικής ανάλυσης της διασποράς (MANOVA) για p < 0,05 όσον αφορά στην % Περιεκτικότητα σε αιθέριο έλαιο κάθε είδους Α\Φ φυτού. % Περιεκτικότητα σε αιθέριο έλαιο ΘΡΟΥΜΠΙ ΡΙΓΑΝΗ ΤΟΥΡΚΙΚΗ ΡΙΓΑΝΗ ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΘΥΜΑΡΙ ΒΙΟΤΥΠΟΣ 0,243 0,000 0,390 0,017 ΠΕΡΙΟΧΗ 0,022 0,000 0,290 0,240 Β x Π 0,001 0,000 0,260 0,005 Πίνακας 2. Αποτελέσματα της πολυπαραγοντικής ανάλυσης της διασποράς (MANOVA) για p < 0,05 όσον αφορά στην % Περιεκτικότητα αιθέριου ελαίου σε καρβακρόλη κάθε είδους Α\Φ φυτού. % Περιεκτικότητα αιθέριου ελαίου σε καρβακρόλη ΘΡΟΥΜΠΙ ΡΙΓΑΝΗ ΤΟΥΡΚΙΚΗ ΡΙΓΑΝΗ ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΘΥΜΑΡΙ ΒΙΟΤΥΠΟΣ 0,903 0,082 0,028 0,059 ΠΕΡΙΟΧΗ 0,113 0,312 0,001 0,001 Β x Π 0,009 0,314 0,013 0,002 Στατιστικά σημαντικές διαφορές παρατηρήθηκαν όσον αφορά στην μέση % περιεκτικότητα σε αιθέριο έλαιο μέσα σε κάθε βιοτύπο Α/Φ φυτού (πίνακας 3). Το τεστ πολλαπλών συγκρίσεων (LSD) για τους μέσους της % περιεκτικότητας σε αιθέριο έλαιο κάθε βιοτύπου έδειξε ότι όσον αφορά στον βιότυπο 1 στο Θρούμπι δεν παρουσιάστηκαν σημαντικές διαφορές ενώ όσον αφορά στον βιότυπο 2 τα καλλιεργούμενα φυτά σε Αρέθουσα και ΓΠΑ δεν διέφεραν μεταξύ τους αλλά υπερτερούσαν των αυτοφυών (p< 0,05) (πίνακας 3). Στην Τούρκικη ρίγανη όσον αφορά στον βιότυπο 1 δεν παρουσιαστήκαν σημαντικές διαφορές ενώ στον βιότυπο 2 τα αυτοφυή υπερτερούσαν των καλλιεργούμενων με αυτά του ΓΠΑ να είναι αποδοτικότερα αυτών της Αρέθουσας (p< 0,05) (πίνακας 3). Στο Θυμάρι τα καλλιεργούμενα φυτά του βιότυπου 1 υπερτερούσαν των αυτοφυών τους χωρίς να διαφέρουν σημαντικά μεταξύ τους (p< 0,05) (πίνακας 3). Τέλος όσον αφορά στην Ελληνική ρίγανη δεν παρουσιαστήκαν σημαντικές διαφορές μέσα σε κάθε βιότυπο για καμία περιοχή. 89

90 Πίνακας 3: % Περιεκτικότητα σε αιθέριο έλαιο ανά βιότυπο Α\Φ φυτού σε κάθε περιοχή. Παρατίθενται οι μέσοι, τα τυπικά σφάλματα, μέγιστα, ελάχιστα και οι συντελεστές παραλλακτικότητας. Τα διαφορετικά γράμματα (a,b,c) δίπλα στους μέσους φανερώνουν στατιστικά διαφορές μέσα σε κάθε βιότυπο ανάλογα με την περιοχή (p< 0,05). Αρ1 = Βιότυπος 1- Αρέθουσα, Αρ 2 = Βιότυπος 2- Αρέθουσα, ΓΠΑ 1 = Βιότυπος 1- Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Αθηνών, ΓΠΑ 2 = Βιότυπος 2- Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Αθηνών, ΑΥΤ 1 = Αυτοφυής Βιότυπος 1, ΑΥΤ 2 = Αυτοφυής Βιότυπος 2. % Περιεκτικότητα σε αιθέριο έλαιο ΘΡΟΥΜΠΙ ΡΙΓΑΝΗ ΤΟΥΡΚΙΚΗ ΠΕΡΙΟΧΗ Mean Std. Error Min. Max. C.V % ΠΕΡΙΟΧΗ Mean Std. Error Min. Max. C.V % ΑΡ 1 5,33a 0,33 5,00 6,00 11 ΑΡ 1 3,10a 0,10 2,90 3,20 6 ΓΠΑ 1 5,53a 0,24 5,20 6,00 8 ΓΠΑ 1 3,30a 0,12 3,10 3,50 6 ΑΥΤ 1 5,92a 0,10 5,75 6,10 3 ΑΥΤ 1 3,21a 0,05 3,12 3,30 3 ΠΕΡΙΟΧΗ Mean Std. Error Min. Max. C.V % ΠΕΡΙΟΧΗ Mean Std. Error Min. Max. C.V % ΑΡ 2 5,53a 0,37 4,80 6,00 12 ΑΡ 2 2,97c 0,07 2,90 3,10 4 ΓΠΑ 2 6,27a 0,27 6,00 6,80 7 ΓΠΑ 2 3,50b 0,03 3,45 3,55 1 ΑΥΤ 2 4,22b 0,04 4,15 4,30 2 ΑΥΤ 2 5,23a 0,12 5,00 5,40 4 ΡΙΓΑΝΗ ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΘΥΜΑΡΙ ΠΕΡΙΟΧΗ Mean Std. Error Min. Max. C.V % ΠΕΡΙΟΧΗ Mean Std. Error Min. Max. C.V % ΑΡ 1 8,10a 1,29 5,60 9,90 28 ΑΡ 1 5,30a 0,66 4,00 6,10 21 ΓΠΑ 1 8,17a 1,70 5,00 10,80 36 ΓΠΑ 1 4,60a 0,21 4,30 5,00 8 ΑΥΤ 1 8,50a 0,20 8,15 8,85 4 ΑΥΤ 1 3,28b 0,10 3,10 3,45 5 ΠΕΡΙΟΧΗ Mean Std. Error Min. Max. C.V % ΠΕΡΙΟΧΗ Mean Std. Error Min. Max. C.V % ΑΡ 2 7,77a 0,43 7,00 8,50 10 ΑΡ 2 4,83a 0,43 4,00 5,40 15 ΓΠΑ 2 10,77a 0,88 9,40 12,40 14 ΓΠΑ 2 5,10a 0,26 4,70 5,60 9 ΑΥΤ 2 8,30a 0,12 8,10 8,50 2 ΑΥΤ 2 5,62a 0,08 5,45 5,70 3 Όσον αφορά τώρα στην μέση % περιεκτικότητα αιθέριου ελαίου σε καρβακρόλη σύμφωνα με τα αποτελέσματα του τεστ πολλαπλών συγκρίσεων για τον βιότυπο 1 στο θρούμπι τα καλλιεργούμενα φυτά υπερτερούσαν των αυτοφυών χωρίς να διαφέρουν σημαντικά μεταξύ τους (p< 0,05) (πίνακας 4) ενώ όσον αφορά στον βιότυπο 2 δεν παρουσιαστήκαν σημαντικές διαφορές ανάμεσα στου μέσους (πίνακας 4). Στην ελληνική ρίγανη στον βιότυπο 1 τα καλλιεργούμενα φυτά υπερτερούσαν των αυτοφυών χωρίς να διαφέρουν σημαντικά μεταξύ τους (p< 0,05) (πίνακας 4) ενώ στο βιότυπο 2 τα καλλιεργούμενα φυτά στην Αρέθουσα υπερτερούσαν τόσο των αυτοφυών όσο και αυτών στο ΓΠΑ με τα φυτά του ΓΠΑ να μην διαφέρουν σημαντικά με τα αυτοφυή τους. Συνεχίζοντας με το θυμάρι, στον βιότυπο 1 τα καλλιεργούμενα φυτά υπερτερούσαν των αυτοφυών με τα φυτά του ΓΠΑ να υπερτερούν αυτών της Αρέθουσας (p< 0,05) (πίνακας 4), ενώ στον βιότυπο 2 τα καλλιεργούμενα φυτά δεν διέφεραν με τα αυτοφυή αλλά τα φυτά του ΓΠΑ υπερτερούσαν αυτών της Αρέθουσας (πίνακας 4). Τέλος όσον αφορά στην τούρκικη ρίγανη δεν παρουσιαστήκαν σημαντικές διαφορές μέσα σε κάθε βιότυπο για καμία περιοχή. 90

91 Πίνακας 4: % Περιεκτικότητα αιθέριου ελαίου σε καρβακρόλη ανά βιότυπο Α\Φ φυτού σε κάθε περιοχή. Παρατίθενται οι μέσοι, τα τυπικά σφάλματα, μέγιστα, ελάχιστα και οι συντελεστές παραλλακτικότητας. Τα διαφορετικά γράμματα (a,b,c) δίπλα στους μέσους φανερώνουν στατιστικά διαφορές μέσα σε κάθε βιότυπο ανάλογα με την περιοχή (p< 0,05). Αρ1 = Βιότυπος 1- Αρέθουσα, Αρ 2 = Βιότυπος 2- Αρέθουσα, ΓΠΑ 1 = Βιότυπος 1- Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Αθηνών, ΓΠΑ 2 = Βιότυπος 2- Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Αθηνών, ΑΥΤ 1 = Αυτοφυής Βιότυπος 1, ΑΥΤ 2 = Αυτοφυής Βιότυπος 2. % Περιεκτικότητα αιθέριου ελαίου σε καρβακρόλη ΘΡΟΥΜΠΙ ΡΙΓΑΝΗ ΤΟΥΡΚΙΚΗ ΠΕΡΙΟΧΗ Mean Std. Error Min. Max. C.V % ΠΕΡΙΟΧΗ Mean Std. Error Min. Max. C.V % ΑΡ 1 48,61a 1,33 47,25 51,27 5 ΑΡ 1 79,87a 2,77 75,47 84,98 6 ΓΠΑ 1 49,22a 0,99 47,91 51,16 3 ΓΠΑ 1 79,76a 1,88 76,13 82,44 4 ΑΥΤ 1 41,71b 0,90 40,08 43,20 4 ΑΥΤ 1 79,92a 0,62 78,85 81,00 1 ΠΕΡΙΟΧΗ Mean Std. Error Min. Max. C.V % ΠΕΡΙΟΧΗ Mean Std. Error Min. Max. C.V % ΑΡ 2 44,02a 1,99 40,12 46,64 8 ΑΡ 2 80,43a 2,55 75,34 83,24 5 ΓΠΑ 2 47,17a 2,36 42,53 50,27 9 ΓΠΑ 2 74,86a 1,03 73,20 76,75 2 ΑΥΤ 2 47,91a 0,15 47,68 48,20 1 ΑΥΤ 2 75,36a 1,66 72,56 78,32 4 ΡΙΓΑΝΗ ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΘΥΜΑΡΙ ΠΕΡΙΟΧΗ Mean Std. Error Min. Max. C.V % ΠΕΡΙΟΧΗ Mean Std. Error Min. Max. C.V % ΑΡ 1 80,01a 0,35 79,33 80,47 1 ΑΡ 1 73,54b 1,91 70,50 77,07 5 ΓΠΑ 1 78,97a 1,26 76,46 80,27 3 ΓΠΑ 1 77,78a 0,45 76,88 78,33 1 ΑΥΤ 1 72,32b 1,26 70,15 74,50 3 ΑΥΤ 1 66,58c 1,13 64,58 68,50 3 ΠΕΡΙΟΧΗ Mean Std. Error Min. Max. C.V % ΠΕΡΙΟΧΗ Mean Std. Error Min. Max. C.V % ΑΡ 2 82,61a 2,02 79,28 86,24 4 ΑΡ 2 72,03b 1,07 70,37 74,03 3 ΓΠΑ 2 77,05c 0,20 76,69 77,39 0 ΓΠΑ 2 76,62a 1,05 74,69 78,31 2 ΑΥΤ 2 78,68bc 0,80 77,50 80,20 2 ΑΥΤ 2 75,69ab 1,49 73,00 78,15 3 Συμπερασματικά θα μπορούσαμε να πούμε ότι σύμφωνα με τα αποτελέσματα της μελέτης μας Όλοι οι καλλιεργούμενοι βιότυποι φαίνεται να προσαρμόστηκαν καλά αφού σε όλες τις περιπτώσεις που εξετάστηκαν είτε υπερτερούσαν των αυτοφυών βιοτύπων είτε δεν διέφεραν με αυτούς. Μοναδική εξαίρεση αποτέλεσε ο βιότυπος 2 στην τούρκικη ρίγανη, ο οποίος υστέρησε (και στις δυο περιοχές) όσον αφορά στην περιεκτικότητα σε αιθέριο έλαιο σε σχέση με τον αυτοφυή. Η ελληνική ρίγανη είχε την καλύτερη προσαρμοστικότητα όσον αφορά στην περιεκτικότητα σε αιθέριο έλαιο χωρίς να επιδρά κανένας παράγοντας στην συμπεριφορά της ενώ η τούρκικη ρίγανη είχε την καλύτερη προσαρμοστικότητα όσον αφορά στην περιεκτικότητα σε καρβακρόλη χωρίς να επιδρά κανένας παράγοντας στην συμπεριφορά της. Βιβλιογραφία Adams, R.P Identification of Essential Oils Components by Gas Chromatography/Mass Spectrometry. Allured Pub. Corp., Illinois. Bernath, J Some scientific and practical aspects of production and utilization of oregano in central Europe. In: Padulosi, S. (Ed.), Oregano. Proceedings of the IPGRI International Workshop on Oregano May 1996, Valenzano (Bari), Italy. IPGRI, Rome, pp

92 Burkart, R.M., and Buhler, D.D A regional framework for analyzing weed species and assemblage distributions using a geographic information system. Weed Science. 45: Christodoulakis, D The flora of Ikaria (Hellas, E. Aegean Islands). Phyton (Horn, Austria) 36: D Antuono, F., G.C. Galletti, and P. Bocchini Variability of essential oil content and composition of Origanum vulgare L. populations from a North Mediterranean Area (Liguria Region, Northern Italy). Annals of Botany 86: Karousou, R., D.N. Koureas, and S. Kokkini Essential oil composition is related to the natural habitats: Coridothymus capitatus and Satureja thymbra in NATURA 2000 sites of Crete. Phytochemistry 66: Kokkini, S., and Vokou, D Carvacrol-rich plants in Hellas. Flavour and Fragrance Journal 4: 1 7. Kokkini, S., and Vokou, D The hybrid Origanum X intercedens from the Island of Nisyros (SE Hellas) and its parental taxa; comparative study of essential oils and distribution. Biochemical Systematics and Ecology 21: Kirimer, N., K.H. Baser, and G. Tumen Carvacrol rich plants in Turkey. Chemistry of Natural Compounds 31(1): Lagouri, V., & Nisteropoulou, E Antioxidant properties of O. onites, T. vulgaris and O. basilicum species grown in Hellas and their total phenol and rosmarinic acid content. Journal of food and lipids 16(4): Lawrence, B.M The botanical and chemical aspects of Oregano. Perfum. Flavor. 9: Mavrokordopoulou, O., M. Aslanidou, and P. Smiris The Island of Ikaria: terrestrial ecosystems and restoration prospects. In: Sustainable Management and Development of Mountainous and Island Areas. Proceedings of the 2006 Naxos International Conference, 29 September 1 October 2006, Island of Naxos, Hellas. ISBN: Volume I: , pp Vokou, D., S., Kokkini, and J.M. Bessiere Geographic variation of Greek Oregano (Origanum vulgare ssp. hirtum) essential oils. Biochemical Systematics and Ecology 21(2): A STUDY ON ADAPTATION OF CARVACROL TYPE AROMATIC AND PHARMACEUTICAL WILD FLORA UNDER FIELD CONDITIONS G. Panagopoulos 1, V. Kotoulas 1, G. Economou 1, P. Tarantilis 2, D. Kalivas 3, and A. Karamanos 1 1 Laboratory of Agronomy, 2 Laboratory of General Chemistry, 3 Laboratory of Soil Science and Agricultural Chemistry, Agricultural University of Athens, 75, Iera Odos st., Athens 11855, Hellas Abstract Great variability lies among species and biotypes (even on local level) of Greek aromatic and pharmaceutical flora. Object of this study was to evaluate the adaptation of eight biotypes of four wild species of aromatic and pharmaceutical plants in different environments. All species evaluated, Origanum hirtum L. (Greek oregano), Origanum onites L. (Turkish oregano), Coridothymus capitatus L. (Thyme) and Satureja thymbra L., originated from Ikaria island and are considered to be carvacrol type plants. Thirty six biotypes of all species were collected and chemically analyzed. The best two biotypes of each species were selected depending on high essential oil content (%) and high carvacrol content in the oil. These biotypes were planted in the experimental fields of Arethousa 92

93 (Ikaria) and Agricultural University of Athens in order to evaluate their adaptation under rainfed field and conditions. Plants from the two sites were collected during full flowering and evaluated for their essential oil content and its carvacrol content. It came out that all the cultivated biotypes of the four species seem to have adapted well in both sites as they were either superior or equal with the wild ones for both characteristics (oil and carvacrol content). As oil content is concerned Greek, oregano (O. hirtum) seems to have adapted better as it wasn t affected by any factor (site, biotype or their interaction). On the other hand no factor affected carvacrol content of Turkish oregano essential oil and therefore it seems to have adapted better than the other species. 93

94 ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗ ΤΗΣ ΕΠΙΔΡΑΣΗΣ ΤΗΣ ΥΔΑΤΙΚΗΣ ΚΑΤΑΠΟΝΗΣΗΣ ΣΕ ΔΟΜΙΚΑ ΚΑΙ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΡΙΩΝ ΓΟΝΟΤΥΠΩΝ ΣΚΛΗΡΟΥ ΣΙΤΟΥ Π. Μπρέστα 1, Δ. Νικολόπουλος 1,, Π. Βαχαμίδης 2, Δ. Λύρα 3, Γ. Οικονόμου 2, Α. Καραμάνος 2 και Γ. Καραμπουρνιώτης 1 1 Εργαστήριο Φυσιολογίας και Μορφολογίας Φυτών, Τμήμα Γεωπονικής Βιοτεχνολογίας, Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Αθηνών 2 Εργαστήριο Γεωργίας, Τμήμα Επιστήμης Φυτικής Παραγωγής, Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Αθηνών 3. Νομαρχιακή Αυτοδιοίκηση Μεσσηνίας Καλαμάτα Η ξηρασία αποτελεί έναν από τους σημαντικότερους παράγοντες αβιοτικής καταπόνησης και περιορισμού της παγκόσμιας γεωργικής παραγωγής των σιτηρών. Η συνεχώς αυξανόμενη ανησυχία για τις επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής και ιδιαίτερα οι προβλέψεις για επικράτηση έντονων ξηροθερμικών συνθηκών οδηγεί την έρευνα σε νέες κατευθύνσεις οι οποίες έχουν ως στόχο την βελτιστοποίηση της αποδοτικότητας της χρήσης του νερού καθώς και την επιλογή γονοτύπων με λιγότερες απαιτήσεις σε νερό. Στόχος της παρούσας εργασίας ήταν η αξιολόγηση και σύγκριση τριών γονοτύπων σκληρού σίτου ( Triticum turgidum spp. durum) για τη συμπεριφορά τους υπό συνθήκες υδατικής καταπόνησης, τόσο από πλευράς μηχανισμών εγκλιματισμού, όσο και απόδοσης. Για τον σκοπό αυτό επιλέχθηκαν δύο εγχώριοι πληθυσμοί σκληρού σίτου (Ντόπια Ηρακλείου και Κοντοπούλι 17) και μία ευρέως καλλιεργούμενη ποικιλία (Simeto) και συγκρίθηκαν κρίσιμα δομικά και λειτουργικά χαρακτηριστικά τους, τα οποία σχετίζονται με την αντοχή στην ξηρασία. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα της παρούσας εργασίας οι δύο πληθυσμοί διαθέτουν ανατομικά, μορφολογικά και φυσιολογικά χαρακτηριστικά τα οποία τους επιτρέπουν να παραμένουν σχετικά ανεπηρέαστοι από την υδατική καταπόνηση, γεγονός στο οποίο αποδίδεται και η σχετική διατήρηση της απόδοσής τους αυξανόμενου του επιπέδου της υδατικής καταπόνησης. Αντιθέτως, στην εμπορική ποικιλία, στην οποία παρατηρούνται δραματικές αλλαγές σε δομικά και λειτουργικά χαρακτηριστικά σε συνθήκες καταπόνησης, παρατηρήθηκε σημαντική μείωση της απόδοσής της. Η εφαρμογή της ανάλυσης κύριων συνιστωσών (PCA) έδειξε τη σαφή διάκριση των τριών γονοτύπων και ότι από τα υπό αξιολόγηση χαρακτηριστικά, η υδραυλική αγωγιμότητα των αγγείων του φύλλου (K hp ), ο δείκτης υδατικού δυναμικού (WPI), η φωτοσυνθετική ικανότητα, η αποτελεσματικότητα της χρήσης νερού (WUE) και η συγκέντρωση του συνολικού αζώτου ανά επιφάνεια και ανά μάζα καθορίζουν σε μεγαλύτερο βαθμό την παραλλακτικότητα ως προς την αντοχή στην ξηρασία. Η εμπορική ποικιλία Simeto εάν και υπερέχει σε απόδοση έναντι των εγχώριων πληθυσμών σε συνθήκες επάρκειας νερού, υστερεί σημαντικά σε συνθήκες υδατικής καταπόνησης. Η αξιολόγηση των εγχώριων πληθυσμών σιταριού ως προς την αντοχή τους στην ξηρασία και η διερεύνηση των μηχανισμών αντοχής δημιουργεί τη δυνατότητα της μελλοντικής αξιοποίησής τους για βελτιωτικούς σκοπούς. 94

95 ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΔΙΑΓΟΝΙΔΙΑΚΗΣ ΑΝΘΕΚΤΙΚΟΤΗΤΑΣ ΣΕ ΦΥΤΑ ΤΟΥ ΕΙΔΟΥΣ NICOTIANA BENTHAMIANA ΕΝΑΝΤΙ ΤΟΥ ΙΟΥ BNYVV Ο. Ι. Παυλή 1, Γ. Κελαϊδή 1, Α. Ταμπακάκη 2 και Γ. Ν. Σκαράκης 1 1 Εργαστήριο Βελτίωσης Φυτών και Γεωργικού Πειραματισμού, Τμήμα Επιστήμης Φυτικής Παραγωγής, Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Αθηνών 2 Εργαστήριο Γενικής και Γεωργικής Μικροβιολογίας, Τμήμα Γεωπονικής Βιοτεχνολογίας, Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Αθηνών Περίληψη Οι χαρπίνες είναι μία κατηγορία πρωτεϊνών που συνιστούν το εκκριτικό σύστημα τύπου ΙΙΙ και απαντώνται στην πλειονότητα των φυτοπαθογόνων βακτηρίων. Δεδομένου ότι η πολύπλευρη επίδραση των χαρπινών στα φυτά έχει ήδη αναφερθεί, εξετάστηκε η δυνατότητα αξιοποίησης της χαρπίνης HrpZ Psph από το βακτήριο Pseudomonas syringae pv. phaseolicola για την απόκτηση ανθεκτικότητας των ζαχαροτεύτλων στην ασθένεια της ριζομανίας. Για το σκοπό αυτό, η εκκρινόμενη μορφή της χαρπίνης (SP/HrpZ Psph ) εκφράστηκε σε φυτά του είδους Nicotiana benthamiana, που αποτελεί επίσης είδος που μολύνεται με τον ιό. Στα πλαίσια αξιολόγησης της διαγονιδιακής ανθεκτικότητας, τα φυτά μολύνθηκαν μηχανικά με τον ιό και στη συνέχεια αξιολογήθηκαν με μακροσκοπική παρατήρηση και μέτρηση του ιικού φορτίου με DAS-ELISA. Tα φυτά που εκφράζουν την πρωτεΐνη SP/HrpZ Psph παρουσίασαν υψηλή ανθεκτικότητα και σε ορισμένες περιπτώσεις ανοσία έναντι του ιού. Με στόχο τη διερεύνηση των μοριακών μηχανισμών που εμπλέκονται στην παραπάνω ανθεκτικότητα, προσδιορίστηκε σε μεταγραφικό επίπεδο το προφίλ των φυτών που παράγουν ενδογενώς τη χαρπίνη SP/HrpZ Psph, με έμφαση στα γονίδια που εμπλέκονται σε σηματοδοτικά μονοπάτια άμυνας των φυτών. Εισαγωγή Οι χαρπίνες είναι μία κατηγορία πρωτεϊνών που συνιστούν το εκκριτικό σύστημα τύπου ΙΙΙ των φυτοπαθογόνων βακτηρίων, το οποίο είναι υπεύθυνο για την έγχυση πρωτεϊνώντελεστών στο εσωτερικό των κυττάρων-ξενιστών. Αρχικά αναγνωρίστηκαν στο βακτήριο Pseudomonas syringae pv. phaseolicola και έχουν πλέον ταυτοποιηθεί σε όλα τα κύρια γένη φυτοπαθογόνων βακτηρίων: Erwinia, Xanthomonas, Ralstonia, Pantoea (Wei et al., 1992; He et al., 1993; Li et al., 2010). Παρά τις διαφορές τους σε αμινοξικό επίπεδο, οι προερχόμενες από διαφορετικά είδη χαρπίνες παρουσιάζουν ομοιότητες που έγκεινται στο ότι είναι υδρόφιλες, θερμοσταθερές, πλούσιες σε γλυκίνες και χωρίς κυστείνες, εκκρίνονται στο μέσο καλλιέργειας των βακτηρίων και η έγχυσή τους στον αποπλάστη των φυτών οδηγεί σε γρήγορη κυτταρική νέκρωση. Η εξωγενής εφαρμογή τους στα φυτά καθώς και η ενδογενής έκφρασή τους διαμέσου σταθερού ή παροδικού μετασχηματισμού, προκαλούν μια σειρά αντιδράσεων σε κυτταρικό/μοριακό επίπεδο που συνδέονται με τις λειτουργίες άμυνας των φυτών, τοπικά ή διασυστηματικά, αποδίδοντας ανθεκτικότητα σε μια πλειάδα παθογόνων, συμπεριλαμβανομένου ιών (Strobel et al., 1996; Dong et al., 1999; Peng et al., 2003; 2004). Πέραν της επαγωγής αμυντικών μηχανισμών, οι χαρπίνες επηρεάζουν και την αναπτυξιακή βιολογία των φυτών αυξάνοντας κυρίως την απορρόφηση θρεπτικών στοιχείων και τη φωτοσύνθεση (Kim and Beer, 2000; Jang et al., 2006; Oh and Beer, 2007). Η ριζομανία αποτελεί τη σημαντικότερη ασθένεια των ζαχαροτεύτλων και προκαλεί μεγάλη μείωση της τευτλοπαραγωγής σε παγκόσμιο επίπεδο (Tamada, 1999; Lennefors et al., 2005). Παθογόνο αίτιο της ασθένειας είναι ο ιός Beet necrotic yellow vein virus (BNYVV), ο οποίος μεταδίδεται με τα ζωοσπόρια του ευρέως διαδεδομένου παθογόνου μύκητα εδάφους Polymyxa betae Keskin (Tamada, 1999). Με δεδομένη την ιδιότητα των χαρπινών να επάγουν το γενικό μηχανισμό άμυνας των φυτών, στόχος της εργασίας ήταν η αξιοποίηση της χαρπίνης του στελέχους P. syringae pv. phaseolicola (HrpZ Psph ) για την 95

96 απόδοση ανθεκτικότητας έναντι του ιού BNYVV καθώς και η μελέτη των μοριακών μηχανισμών που εμπλέκονται σε αυτή. Υλικά & Μέθοδοι Γενετικός μετασχηματισμός και ανάλυση των διαγονιδιακών φυτών Για την παραγωγή γενετικά τροποποιημένων φυτών του είδους Nicotiana benthamiana αξιοποιήθηκε το πλασμίδιο pbin.tx.hyg-sp/hrpz Psph. Η χαρπίνη HrpZ Psph εκφράζεται ως προϊόν σύντηξης (SP/HrpZ Psph ) με το πεπτίδιο έκκρισης που προέρχεται από την πρωτεΐνη παθογένειας PR1 του καπνού, ώστε να κατευθύνεται η έκφραση της παραγόμενης χαρπίνης στον αποπλάστη των φυτών (Tampakaki and Panopoulos, 2000). Για το σταθερό μετασχηματισμό φυτών του είδους N. benthamiana μέσω του Α. tumefaciens εφαρμόστηκε το πρωτόκολλο όπως περιγράφηκε από τους Horsch et al. (1995). Η επιλογή των μετασχηματισμένων ιστών βασίστηκε στην ανθεκτικότητα στην υγρομυκίνη. Τα μετασχηματισμένα φυτά ελέγχθηκαν για την επιτυχή ένθεση του διαγονιδίου και την απουσία της περιοχής virg, του A. tumefaciens, μέσω αντίδρασης πολλαπλής PCR χρησιμοποιώντας ταυτόχρονα εξειδικευμένους εκκινητές για τις δύο αλληλουχίες. Επίσης, τα μετασχηματισμένα φυτά εξετάστηκαν για την παραγωγή της πρωτεΐνης SP/HrpZ Psph μέσω ανοσοανίχνευσης κατά Western, χρησιμοποιώντας πολυκλωνικό αντίσωμα anti- HrpZ Psph (Tampakaki and Panopoulos, 2000). Για την ανάλυση, σε μεταγραφικό επίπεδο, των γονιδίων που σχετίζονται με βιοχημικά μονοπάτια του μηχανισμού άμυνας των φυτών, λόγω της ενδογενούς έκφρασης της SP/HrpZ Psph, απομονώθηκε ολικό RNA με τη χρήση του SV Total RNA isolation kit της Promega από διαγονιδιακά φυτά και ακολούθησε αντίστροφη μεταγραφή με χρήση του Im- Prom II Reverse Transcriptase System της Promega. Προκειμένου να πραγματοποιηθεί ο ημιποσοτικός προσδιορισμός της έκφρασης των σχετιζόμενων με την άμυνα των φυτών γονιδίων, εφαρμόστηκαν αντιδράσεις RT-PCR στους 20, 22, 24, 26 και 28 κύκλους για τα γονίδια hin1, hsr203j, SIPK, WIPK, NtMEK, PR1a, NPR1, Col1 και AOX. Αξιολόγηση της διαγονιδιακής ανθεκτικότητας έναντι του ιού της ριζομανίας Για την αξιολόγηση της ανθεκτικότητας πραγματοποιήθηκε μηχανική μόλυνση των διαγονιδιακών φυτών με ιστό ζαχαροτεύτλου μολυσμένο με τον ιό της ριζομανίας και ακολούθησε αξιολόγηση μέσω μακροσκοπικών παρατηρήσεων και μέτρησης του ιικού φορτίου με DAS-ELISA με χρήση του Plantest BNYVV DAS-ELISA kit της Adgen Phytodiagnostics στις 20 και 30 ημέρες μετά τη μόλυνση. Για τα πειράματα αξιολόγησης της ανθεκτικότητας έναντι του ιού BNYVV, επιλέχθηκαν 12 T 0 φυτά με βάση τα επίπεδα έκφρασης της πρωτεΐνης SP/HrpZ Psph. Τα επιλεγμένα φυτά αυτογονιμοποιήθηκαν και οι απόγονοί τους συμμετείχαν σε πειράματα αξιολόγησης της ανθεκτικότητας. Επίσης, στο πείραμα συμπεριλήφθηκαν μη-μετασχηματισμένα φυτά (άγριου τύπου) που μολύνθηκαν με το διάλυμα ιοσωματίων ως θετικοί μάρτυρες καθώς και μη-μετασχηματισμένα φυτά που δεν υπέστησαν καμία μεταχείριση, ως αρνητικοί μάρτυρες. Αποτελέσματα Παραγωγή διαγονιδιακών φυτών που εκφράζουν την πρωτεΐνη SP/HrpZ Psph Συνολικά παράχθηκαν 39 διαγονιδιακά T 0 φυτά. Η επιτυχής ένθεση του διαγονιδίου επιβεβαιώθηκε σε όλα τα φυτά, ενώ η πρωτεΐνη SP/HrpZ Psph ανιχνεύθηκε σε ποσοστό 87,5% των φυτών που εξετάστηκαν (Εικόνα 1). Τόσο τα φυτά της Τ 0 όσο και της Τ 1 γενιάς δεν παρουσίασαν νεκρωτικά ή άλλου τύπου συμπτώματα ενώ παράλληλα, η έκφραση της SP/HrpZ Psph επέφερε υψηλή ευρωστία και σημαντικά αυξημένο ρυθμό ανάπτυξης (Εικόνα 2). 96

97 Εικόνα 1. Α Προϊόντα ενίσχυσης πολλαπλής PCR σε μετασχηματισμένα φυτά του είδους N. benthamiana. M: Marker (bp) (Gene Ruler Ladder mix, Fermentas). 1, 2, 3: Μετασχηματισμένα φυτά (T 1 γενιά) που φέρουν το διαγονίδιο hrpz Psph (995 bp). 4: Βακτηριακά κύτταρα (A. tumefaciens, C58C1) μετασχηματισμένα με το πλασμίδιο pbin.tx.hyg-sp/hrpz Psph. 5: Μη-μετασχηματισμένο φυτό. Το προϊόν ενίσχυσης (590 bp) που αντιστοιχεί στο γονίδιο virg του A. tumefaciens ανιχνεύθηκε μόνο στα βακτηριακά κύτταρα, υποδεικνύοντας την απουσία αλληλουχιών από το πλασμίδιο Ti σε ανθεκτικά στην υγρομυκίνη φυτά του είδους N. benthamiana. B Ανοσοανίχνευση κατά Western της πρωτεΐνης SP/HrpZ Psph σε πρωτεϊνικά εκχυλίσματα από φύλλα μετασχηματισμένων φυτών του είδους N. benthamiana. M: Marker (kda) (Broad range pre-stained SDS marker, Biorad). 1: Μη-μετασχηματισμένο φυτό. 2: Διαγονιδιακό φυτό (T 1 γενιά) που έχει μετασχηματιστεί με το πλασμίδιο pbin.tx.hyg-sp/hrpz Psph. Η ζώνη μικρότερου μεγέθους αντιστοιχεί στη πρωτεολυμένη μορφή της πρωτεΐνης (περίπου κατά 2kDa μικρότερη από τη HrpZ Psph ). Εικόνα 2. Επίδραση της ενδογενούς έκφρασης της χαρπίνης SP/HrpZ Psph στην ανάπτυξη των φυτών του είδους N. benthamiana. Α Διαγονιδιακό φυτό που εκφράζει την πρωτεΐνη SP/HrpZ Psph. Β Μη-μετασχηματισμένο φυτό ίδιας ηλικίας. Η έκφραση της SP/HrpZ Psph οδηγεί στην ανάπτυξη ανθεκτικότητας στον ιό BNYVV Η μηχανική μόλυνση με τον ιό έγινε στο στάδιο των 5-6 πραγματικών φύλλων. Στο σύνολο, αξιολογήθηκαν 180 φυτά Τ 1 γενεάς -15 φυτά για κάθε Τ 0 διαγονιδιακή σειρά- που παράγουν ενδογενώς την πρωτεΐνη SP/HrpZ Psph, σε τρία επαναλαμβανόμενα σετ πειραμάτων. Τα μη-μετασχηματισμένα φυτά παρουσίασαν συμπτώματα μωσαϊκού και συστροφής φύλλων στις ημέρες μετά τη μόλυνση (ημμ), ενώ στις ημμ εμφάνισαν γενικό μαρασμό. Η συμπτωματολογία στα φυτά αυτά σχετίζονταν θετικά με τα επίπεδα ιικού φορτίου (Πίνακας 1). Αντίθετα, τα φυτά που εκφράζουν την πρωτεΐνη SP/HrpZ Psph παρουσίασαν υψηλή ανθεκτικότητα και σε ορισμένες περιπτώσεις ανοσία έναντι του ιού BNYVV. Η πλειονότητα των φυτών της κατηγορίας αυτής (84.4 %) χαρακτηρίζονταν από απουσία συμπτωμάτων καθόλη τη περίοδο των πειραμάτων ενώ μέρος αυτών (15.6 %), παρουσίασαν καθυστερημένη κατά τουλάχιστον ημέρες ανάπτυξη συμπτωμάτων συγκριτικά με τα φυτά-μάρτυρες. Αναφορικά με το ιικό φορτίο, στις 20 ημμ, σχεδόν όλα τα φυτά που εκφράζουν την SP/HrpZ Psph (91.4 %) ήταν αρνητικά στη μόλυνση. Στις 30 ημμ, 68.7 % των διαγονιδιακών φυτών παρέμειναν αρνητικά στη μόλυνση ενώ το υπόλοιπο 31.3 % παρουσίασε τιμές ιικού φορτίου που οριακά λαμβάνονταν ως θετικές. Τα αποτελέσματα 97

98 αυτά καταδεικνύουν ότι η ενδογενώς παραγόμενη χαρπίνη στα διαγονιδιακά φυτά οδηγεί σε ανάπτυξη υψηλής ανθεκτικότητας στον ιό BNYVV (Πίνακας 1). Πίνακας 1. Ανάπτυξη συμπτωμάτων και ιικό φορτίο στα μετασχηματισμένα φυτά του είδους N. benthamiana (Τ 1 γενιά), 30 ημέρες μετά τη μόλυνση με τον ιό BNYVV. Αξιολόγηση της ανθεκτικότητας Κατηγορία φυτών Αριθμός φυτών SP/HrpZ Psph * Συμπτωματολογία (μακροσκοπική παρατήρηση) % 30 dpi - (84.4) 3 + (11.4) ++ (4.2) 2 Ιικό φορτίο (DAS-ELISA) - (68.7) + (23.5) ++ (7.8) Μάρτυρες (100) +++ (100) 1 -απουσία συμπτωμάτων, +συστροφή φύλλων, ++ήπιος μαρασμός, +++μωσαϊκό, γενικευμένος μαρασμός 2 -μέτρηση που αντιστοιχεί σε απουσία ιού, +τιμή που οριακά λαμβάνεται ως θετική (3-πλάσιο του αρνητικού μάρτυρα),++τιμή που αντιστοιχεί στο ήμισυ του θετικού μάρτυρα, +++τιμή ανάλογη του θετικού μάρτυρα 3 ποσοστό των φυτών που εντάσσονται στην κατηγορία *η αξιολόγηση της ανθεκτικότητας πραγματοποιήθηκε σε τρία επαναλαμβανόμενα σετ πειραμάτων Εικόνα 3. Επαγωγή νέκρωσης εντοπισμένης στα εμβολιασμένα με τον ιό BNYVV φύλλα των φυτών του είδους N.benthamiana που εκφράζουν τη χαρπίνη SP/HrpZ Psph. Α Μημετασχηματισμένο φυτό. Β Φυτό Τ 1 γενιάς που εκφράζει τη SP/HrpZ Psph 3 ημέρες μετά τη μόλυνση. Η νέκρωση είναι εντοπισμένη στη μολυσμένη με τον ιό περιοχή. Επαγωγή γονιδίων που σχετίζονται με βιοχημικά μονοπάτια άμυνας στα φυτά που εκφράζουν την SP/HrpZ Psph Με στόχο να διερευνηθεί εάν η παρατηρηθείσα ανθεκτικότητα σχετίζεται με τα επίπεδα έκφρασης γονιδίων που εμπλέκονται σε βιοχημικά μονοπάτια άμυνας των φυτών, πραγματοποιήθηκαν αντιδράσεις ημιποσοτικής RT-PCR. Για το σκοπό αυτό, χρησιμοποιήθηκε RNA που απομονώθηκε από φύλλα ενός μη-μετασχηματισμένου φυτού και τριών διαγονιδιακών φυτών που χαρακτηρίζονταν από υψηλή ανθεκτικότητα στην ασθένεια. Στα πλαίσια αυτά, μελετήθηκε η έκφραση των γονιδίων hin1, hsr203j, SIPK, WIPK, που σχετίζονται με την αντίδραση υπερευαισθησίας, και των γονιδίων AOX, CoI1, NPR1 και PR1a που εμπλέκονται στα βιοχημικά μονοπάτια ενεργών ριζών οξυγόνου (AOS)-, γιασεμινικού οξέος (JA)-, σαλικυλικού οξέος (SA)- και στο μονοπάτι βιοσύνθεσης πρωτεϊνών παθογένειας αντίστοιχα (PR)-. Η ανάλυση κατέδειξε παρόμοια επίπεδα έκφρασης των γονιδίων hsr203j, SIPK, WIPK και NPR1 για τα μη-μετασχηματισμένα και για τα φυτά που εκφράζουν την SP/HrpZ Psph. Αντίθετα, η επαγωγή των γονιδίων hin1, AOX, COI1, PR1a παρουσίασε διαφοροποίηση, με τα διαγονιδιακά φυτά να χαρακτηρίζονται από υψηλότερα επίπεδα έκφρασης συγκριτικά με τα φυτά μάρτυρες (Εικόνα 4). Προκειμένου να αποκλειστεί το ενδεχόμενο επιμόλυνσης με γονιδιωματικό DNA, χρησιμοποιήθηκε ως μάρτυρας το δομικά εκφραζόμενο γονίδιο EF1a. Το προϊόν ενίσχυσης του γονιδίου EF1a από γονιδιωματικό DNA είναι μεγαλύτερου μεγέθους, λόγω της παρουσίας ιντρονίου, συγκριτικά με το μεταγράφημα που προκύπτει από RT-PCR. 98

99 Εικόνα 4. Επαγωγή γονιδίων που σχετίζονται με μονοπάτια άμυνας σε φυτά που εκφράζουν τη χαρπίνη SP/HrpZ Psph. Α-Η M: Marker (bp) (Gene Ruler Ladder mix, Fermentas). 1, 2, 3: Φυτά μετασχηματισμένα με το πλασμίδιο pbin.hyg.tx-sp/hrpz Psph. Τα γονίδια AOX, Col1, NPR1, SIPK, WIPK, hsr203j, PR1a και hin1 (160, 228, 273, 755, 1158, 596, 335, 847 bp αντίστοιχα) εκφράζονται. 4: Μη-μετασχηματισμένο φυτό. Το γονίδιο hin1 δεν δίνει προϊόν ενίσχυσης. I M: Marker (bp). 1, 2, 3: Φυτά που εκφράζουν τη χαρπίνη SP/HrpZ Psph. Προϊόν ενίσχυσης μεταγραφήματος (RT-PCR) για το γονίδιο EF1a (669 bp) χρησιμοποιώντας ως μήτρα mrna. 4: Προϊόν ενίσχυσης για το EF1a γονίδιο χρησιμοποιώντας ως μήτρα γονιδιωματικό DNA. Συζήτηση Τα αποτελέσματα της παρούσας εργασίας καταδεικνύουν ότι η ενδογενής έκφραση της SP/HrpZ Psph αποτελεί μία αποτελεσματική προσέγγιση για την επίτευξη υψηλής ανθεκτικότητας στη ριζομανία σε ένα φυτό-μοντέλο και επιπλέον, υποδεικνύουν τη δυνατότητα αξιοποίησής της για την επίτευξη ανθεκτικότητας στο ζαχαρότευτλο που αποτελεί το φυσικό ξενιστή του ιού. Επιπρόσθετα, η ενδογενής παραγωγή της χαρπίνης SP/HrpZ Psph οδήγησε σε αυξημένη ανάπτυξη και ευρωστία. Η προώθηση της αύξησης λόγω της εξωγενούς εφαρμογής ή ενδογενούς παραγωγής χαρπινών έχει αναφερθεί στη βιβλιογραφία και για προερχόμενες από άλλα βακτήρια χαρπίνες (Dong et al., 2004; Jang et al., 2006; Ren et al., 2006; Oh and Beer, 2007; Chen et al., 2008). Η συνδυασμένη δράση αντιικής προστασίας και αυξημένου ρυθμού ανάπτυξης λόγω της έκφρασης χαρπίνης, αξιοποιούμενη στο ζαχαρότευτλο, θα επιτρέψει την επιπρόσθετη παραγωγή βιοαιθανόλης 2ης γενιάς, όπου δίνεται έμφαση στη συνολική παραγόμενη βιομάζα. Είναι αξιοσημείωτο ότι παράλληλα διερευνάται η επίδραση της διαγονιδιακής έκφρασης της SP/HrpZ Psph στην απόκριση φυτών που έχουν υποστεί διαφόρων τύπων αβιοτικές καταπονήσεις όπως: ακραίες θερμοκρασίες, υψηλή αλατότητα, έκθεση σε υπεριώδη ακτινοβολία κλπ. Τα αποτελέσματα της μελέτης ενισχύουν την πρόταση ότι οι χαρπίνες αποτελούν ένα χρήσιμο εργαλείο για την ανάπτυξη ευρείας ανθεκτικότητας στα φυτά. Βιβλιογραφία Biancardi, E., Lewellen, R.T., DeBiaggi, M., Erichsen, A.W., and Stevanato, P The origin of rhizomania resistance in sugar beet. Euphytica 127: Chen, L., Zhang, S.J., Zhang, S.S., Qu, S., Ren, X., et al A fragment of the Xanthomonas oryzae pv. oryzicola harpin HpaGXooc reduces disease and increases yield of rice in extensive grower plantings. Phytopathology 98: Dong, H.-S., Delaney, T.P., Bauer, D.W., and Beer, S.V Harpin induces disease resistance in Arabidopsis through the systemic acquired resistance pathway mediated by salicylic acid and the NIM1gene. Plant J 20: Dong, H.-P., Peng, J., Bao, Z., Meng, X., Bonasera, J.M., et al Downstream divergence of the ethylene signaling pathway for harpin-stimulated Arabidopsis growth and insect defense. Plant Physiol 136:

100 He, S.Y., Huang, H.C., and Collmer, A Pseudomonas syringae pv. syringae harpin pss : a protein that is secreted via the Hrp pathway and elicits the hypersensitive response in plants. Cell 73: Jang, Y.-S., Sohn, S.-I., and Wang, M.-H The hrpn gene of Erwinia amylovora stimulates tobacco growth and enhances resistance to Botrytis cinerea. Planta 223: Kim, J.F., and Beer, S.V hrp genes and harpins of Erwinia amylovora: a decade of discovery. In: Vanneste, J.L. (Ed.) Fire Blight and its Causative Agent, Erwinia amylovora. CAB International, UK, Wallingford, pp Lennefors, B.-L., Savenkov, E.I., Mukasa, S.B., and Valkonen, J.P.T., Sequence divergence of four soil-borne sugarbeet-infecting viruses. Virus Genes 31: Li, J.G., Liu, H.X., Chen, L.F., et al PopW of Ralstonia solanacearum, a new twodomain harpin targeting the plant cell wall. Mol Plant Pathol 11(3): Oh, C.S., and Beer, S.V AtHIPM, an Ortholog of the apple HrpN-Interacting Protein, is a negative regulator of plant growth and mediates the growth-enhancing effect of HrpN in Arabidopsis. Plant Physiol 145: Peng, J.L., Bao, Z.L., Ren, H.Y., Wang, J.S., and Dong, H.S Expression of HarpinXoo in transgenic tobacco induces pathogen defense in the absence of hypersensitive cell death. Phytopathology 94: Peng, J.-L., Dong, H.-S., Dong, H.-P., et al Harpin-elicited hypersensitive cell death and pathogen resistance requires the NDR1 and EDS1 genes. Phys Mol Plant Pathol 62: Ren, H., Song, T., Wu, T., Sun, L., Liu, Y., et al Effects of a biocontrol bacterium on growth and defense of transgenic rice plants expressing a bacterial type-iii effector. Ann Microbiol 56: Strobel, N.E., Ji, C., Gopalan, S., Kuc, J.A., and He, S.Y Induction of systemic acquired resistance in cucumber by Pseudomonas syringae pv. syringae 61 HrpZ Pss protein. Plant J 9: Tamada, T Benyviruses. In: Webster, R.G., and Granoff, A. (Eds.) Encyclopedia of Virology (2nd edn). Academic Press, London, UK, pp Tampakaki, A. and Panopoulos, N.J Elicitation of hypersensitive cell death by extracellularly targeted HrpZ Psph produced in planta. Mol Plant-Microbe Inter 13: Wei, Z.M., Laby, R.J., Zumoff, C.H., et al Harpin, elicitor of the hypersensitive response produced by the plant pathogen Erwinia amylovora. Science 257: DEVELOPMENT OF TRANSGENIC RHIZOMANIA RESISTANCE IN N. BENTHAMIANA 1 Ο. Ι. Pavli, 1 G. Kelaidi, 2 Α. Tampakaki and 1 G.N. Skaracis 1 Laboratory of Plant Breeding and Biometry, Department of Crop Science, Agricultural University of Athens, Hellas 2 Laboratory of General and Agricultural Microbiology, Department of Agricultural Biotechnology, Agricultural University of Athens, Hellas Abstract Harpins constitute a class of phytobacterial Type III Secretion System (T3SS) components that have been described in several plant pathogenic bacteria and are thought to act as accessory proteins for effector translocation during the host-pathogen interaction. Given that 100

101 the effects of harpin expression in plants have been described, this study aimed at exploring the possibility of acquiring rhizomania resistance in transgenic Nicotiana benthamiana plants. To this end, plants expressing the harpin of Pseudomonas syringae pv. phaseolicola (HrpZ Psph ) were constructed and evaluated for virus resistance. The HrpZ protein was expressed as an N-terminal fusion to the PR1 signal peptide (SP/HrpZ) to direct harpin accumulation to the plant apoplast. Neither T 0 plants nor selfed progeny (T 1 ) showed macroscopically visible necrosis or any other macroscopic phenotypes, yet showed increased vigor and rapid growth rate compared to non-transgenic control plants. Transgenic resistance was assessed after challenge inoculation with BNYVV on T 1 progeny by scoring of disease symptoms and by DAS-ELISA. Plants expressing the SP/HrpZ Psph showed enhanced resistance or even immunity upon challenge with BNYVV. In addition, the transcriptional profiling of SP/HrpZ-expressing plants, with emphasis on defence-associated genes, was performed as a means to elucidate the molecular mechanisms underlying the observed resistance. Overall findings indicate that the transgenically expressed SP/HrpZ protein results in enhanced rhizomania resistance in a model plant and further suggest its possible exploitation for the generation of rhizomania resistance in the sugar beet host. 101

102 ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΕΜΠΟΡΙΚΩΝ ΠΟΙΚΙΛΙΩΝ ΒΑΜΒΑΚΙΟΥ ΩΣ ΠΡΟΣ ΤΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΚΑΙ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ ΤΟΥ ΣΠΟΡΟΥ ΣΕ ΣΥΝΘΗΚΕΣ ΥΔΑΤΙΚΗΣ ΚΑΤΑΠΟΝΗΣΗΣ Σ. Κωστούλα, Ι. Α. Χα, και Α. Μαυρομάτης Εργαστήριο Γενετικής και Βελτίωσης Φυτών, Τμήμα Γεωπονίας και Φυτικής Παράγωγης και Αγροτικού Περιβάλλοντος, Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας Οδός Φυτόκου, Νέα Ιωνία, Μαγνησίας. Σκοπός της έρευνας είναι η αξιολόγηση των επιδράσεων της υδατικής καταπόνησης, στην ποιότητα του σπόρου βαμβακιού μέσω των αλληλεπιδράσεων γενότυπου και συνολικά εφαρμοζόμενης ποσότητας άρδευσης κατά την καλλιεργητική περίοδο. Το πείραμα πραγματοποιήθηκε στην περιοχή του Βελεστίνου Μαγνησίας το Συγκεκριμένα χρησιμοποιήθηκαν έξι εμπορικές ποικιλίες βαμβακιού, οι ST 463, ST 474, DP 419, CANDIA, ΗΛΕΚΤΡΑ και SPEED, και εφαρμόστηκαν τρία επίπεδα άρδευσης (ελλειμματική, μέση, πλήρης) με βάση τις συνήθεις γεωργικές πρακτικές. Η συνολική ποσότητα του νερού ήταν 200 mm, 310 mm και 450 mm για την ελλειμματική, τη μέση και την πλήρη άρδευση αντίστοιχα. Έγιναν μετρήσεις που αφορούσαν χαρακτηριστικά ανάπτυξης, καθώς και βιολογικές μετρήσεις για τον υπολογισμό του χλωρού και ξηρού βάρους των φύλλων, των στελεχών, των καρποφόρων οργάνων και της φυλλικής επιφάνειας. Στο τέλος της καλλιεργητικής περιόδου έγιναν δύο συγκομιδές και προέκυψε η απόδοση σε σύσπορο και εκκοκκισμένο βαμβάκι. Ακολούθησαν μέθοδοι και τεχνικές για τον έλεγχο της ποιότητας του σπόρου σύμφωνα με το International Seed Testing Association (ISTA, 1985) και συγκεκριμένα εκτιμήθηκαν, η ταχύτητα βλάστησης, η ζωτικότητα του σπόρου και η βλαστική ικανότητα μέσω του θερμού και ψυχρού τεστ βλαστικότητας. Η υψηλότερη απόδοση σε σύσπορο βαμβάκι προέκυψε από την ποικιλία DP 419 με 377,7 Kg /στρ. στη μέση άρδευση, χωρίς όμως να διαφέρει στατιστικά σημαντικά από τις αποδόσεις των άλλων ποικιλιών της πλήρης και της μέσης άρδευσης. Στην ελλειμματική άρδευση, η μεγαλύτερη παραγωγή σε σύσπορο βαμβάκι προέκυψε από την ποικιλία SPEED (149,7 Kg /στρ.) χωρίς η τιμή αυτή να διαφέρει στατιστικώς σημαντικά από τις άλλες ποικιλίες. Ανάλογα ήταν τα αποτελέσματα για την απόδοση σε σύσπόρο. Επιπλέον δεν προέκυψαν διαφορές στην αναλογία σπόρου προς ίνα τόσο μεταξύ των ποικιλιών όσο και μεταξύ των επιπέδων άρδευσης. Σημαντικά μικρότερος ήταν ο αριθμός των καρποφόρων οργάνων στα φυτά της ελλειμματικής άρδευσης και γενικά αναμενόμενα μικρότερες τιμές στο ύψος των φυτών και τον αριθμό των κόμβων. Επίσης σημαντικά μικρότερος ήταν ο αριθμός των καρποφόρων οργάνων δεύτερης θέσης σε όλες τις ποικιλίες με εξαίρεση τις CANDIA και ΗΛΕΚΤΡΑ στην περίπτωση της ελλειμματικής άρδευσης. Από την εφαρμογή των τεχνικών και των μεθόδων αξιολόγησης των ποιοτικών χαρακτηριστικών των σπόρων, τα πρώτα αποτελέσματα έδειξαν ότι η διαφοροποιημένη ποσότητα νερού κατά την άρδευση δεν επηρέασε σημαντικά τη βλαστητική δύναμη του σπόρου. 102

103 ΜΕΛΕΤΗ ΤΗΣ ΕΠΙΔΡΑΣΗΣ ΤΗΣ ΑΡΔΕΥΣΗΣ ΚΑΙ ΤΩΝ ΑΠΟΣΤΑΣΕΩΝ ΣΠΟΡΑΣ ΣΤΗΝ ΠΟΙΟΤΗΤΑ ΤΩΝ ΣΠΟΡΩΝ ΒΑΜΒΑΚΙΟΥ Δ. Ζάχος, Ι. Α. Χα και Α. Μαυρομάτης Εργαστήριο Γενετικής και Βελτίωσης Φυτών, Τμήμα Γεωπονίας και Φυτικής Παράγωγης και Αγροτικού Περιβάλλοντος, Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας Οδός Φυτόκου, Νέα Ιωνία, Μαγνησίας. Η συγκεκριμένη εργασία έχει ως στόχο να εξετάσει την επίδραση της άρδευσης και των αποστάσεων σποράς στην ποιότητα του παραγόμενου σπόρου βαμβακιού ακολουθώντας τη σύγχρονη ανάγκη για μείωση των εισροών και βελτιστοποίηση των αποδόσεων. Το πείραμα εφαρμόστηκε στην περιοχή του Βελεστίνου Μαγνησίας το Αξιολογήθηκαν τα αγρονομικά και τα ποιοτικά χαρακτηριστικά των σπόρων δύο εμπορικών ποικιλιών βαμβακιού (Celia και Hersi) στις συνήθεις αποστάσεις μεταξύ των γραμμών σποράς (0,93 m) και σε στενές γραμμές (0,75 m) σε συνδυασμό με την εφαρμογή δύο δόσεων άρδευσης, της κανονικής όπως εφαρμόζεται στην περιοχή της Θεσσαλίας (600 mm) και αντίστοιχα της μισής (308mm) ποσότητας βάση της καλλιεργητικής πρακτικής. Το πειραματικό σχέδιο που εφαρμόστηκε, ήταν των τυχαιοποιημένων ομάδων με κύρια τεμάχια και υποτεμάχια, (split-splot-splot) σε τρεις επαναλήψεις. H μειωμένη ποσότητα νερού που εφαρμόστηκε με τη μισή δόση στάγδην άρδευσης, είχε ως συνέπεια την πρωίμιση των ποικιλιών κατά 8-ημέρες με ποσοστό υγρασίας συγκομιζόμενου σπόρου 11%. Η πρωίμιση που παρατηρήθηκε είχε ως συνέπεια την ωρίμανση του σπόρου σε μεγαλύτερο ποσοστό και την αύξηση του βάρους. Διαφαίνεται λοιπόν με τις μετρήσεις των ποιοτικών δεικτών, ότι δεν συνδέεται άμεσα η ωριμότητα του σπόρου με την αύξηση της απόδοσης του σύσπορου βαμβακιού αλλά με την πρωίμιση της καλλιέργειας. Τα αποτελέσματα από τις δοκιμές της βλαστικής ικανότητας με βάση το θερμό test μέτρησης, έδειξαν ότι η μισή δόση στάγδην άρδευσης υπερείχε έναντι της κανονικής μεταχείρισης και στις δυο ποικιλίες, πριν και μετά την επεξεργασία με τον διαχωριστή βαρύτητας. Ο δείκτης ζωτικότητας παρουσιάζει διαφορές που σχετίζονται με την επίδρασης της άρδευσης στο στάδιο πριν και μετά την επεξεργασία του σπόρου, με τον διαχωριστή βαρύτητας. Συγκεκριμένα παρατηρήθηκε υπεροχή της μικρής δόσης στάγδην άρδευσης και στις δυο αποστάσεις σποράς. Μετρήσεις που πραγματοποιήθηκαν πριν το στάδιο της επεξεργασίας με τον διαχωριστή βαρύτητας, έδειξαν ότι τα επίπεδα των ελεύθερων λιπαρών οξέων στη μεγάλη δόση άρδευσης ήταν απαγορευτικά για την ζωτικότητα του σπόρου διότι η συγκέντρωση ξεπερνούσε το ποσοστό του 80%. Επίσης μετά την επεξεργασία με το διαχωριστή βαρύτητας, τα επίπεδα της συγκέντρωσης των ελεύθερων λιπαρών οξέων στην υψηλή δόση άρδευσης παρέμειναν σε υψηλά επίπεδα σε σχέση με τη δεύτερη μεταχείριση, αλλά μειώθηκαν σε μεγάλο ποσοστό (20%) ώστε να μην αποτελούν τόσο σημαντικό πρόβλημα για τη ζωτικότητα του σπόρου. Όσον αφορά τη συνολική απόδοση σε σύσπορο, βρέθηκε ότι η μεγαλύτερη δόση άρδευσης δίνει στατιστικώς σημαντικά υψηλότερες τιμές και υπερέχει κατά 131,28 kg/στρέμμα έναντι της μισής δόσης. 103

104 ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΒΕΛΤΙΩΣΗ ΣΕ ΧΕΙΜΕΡΙΝΑ ΣΙΤΗΡΑ Κ. Μπλαδενόπουλος Εθνικό Ίδρυμα Αγροτικής Έρευνας (ΕΘ.Ι.ΑΓ.Ε.), Ινστιτούτο Σιτηρών, Θέρμη, Θεσσαλονίκη Το βελτιωτικό πρόγραμμα στο κριθάρι και την βρώμη στο Ινστιτούτο Σιτηρών εδώ και δεκαέξι συνεχόμενα έτη, γίνεται κάτω από βιολογικές οργανικές συνθήκες. Άρχισε το καλλιεργητικό έτος , σε μία περίοδο όπου η βιολογική γεωργία ήταν αμφιλεγόμενη και στο ξεκίνημά της. Το πρόγραμμα εφαρμόσθηκε με ένα σύστημα αμειψισποράς με ψυχανθή σε όλο το γενετικό υλικό από τις διασταυρώσεις των γονέων μέχρι την F6 γενεά σε ένα συγκεκριμένο πειραματικό αγρό. Δόθηκε ιδιαίτερη έμφαση στην προώθηση του κατάλληλου γενετικού υλικού και στην επιλογή με γνώμονα την ιδιαιτερότητα των βιολογικών συνθηκών καλλιέργειας. Ουσιαστικά η επιλογή έγινε κάτω από συνθήκες καταπόνησης σε βιοτικούς και αβιοτικούς παράγοντες. Τα αποτελέσματα αποδείχθηκαν ιδιαίτερα ενθαρρυντικά καθώς το νέο υλικό που δημιουργήθηκε και προωθήθηκε ήταν ιδιαίτερα αποδοτικό σε συνθήκες βιολογικής γεωργίας. Πιο αναλυτικά ήταν ιδιαίτερα ανταγωνιστικό στα ζιζάνια, ανθεκτικό σε ασθένειες και εχθρούς, σε αγρούς περιορισμένης και μη γονιμότητας. Έδειξε επίσης πολύ καλά αποτελέσματα σε συμβατικές καθώς και σε συνθήκες καλλιέργειας μειωμένων εισροών. Επειδή μάλιστα η επιλογή έγινε σε συνθήκες καταπόνησης, οι ποικιλίες που δημιουργήθηκαν απέδωσαν πολύ ικανοποιητικά κάτω από συνθήκες ιδιαίτερα ξηροθερμικές όπως της Κύπρου. Οι νέες ποικιλίες έχουν στόχο να συμπληρώσουν και να αντικαταστήσουν τις ήδη υπάρχουσες στην καλλιέργεια και στην σποροπαραγωγή, εφόσον μπορούν να αξιοποιήσουν με τον καλύτερο τρόπο τις οριακές περιοχές της χώρας μας όπου έχει μετατεθεί η καλλιέργεια του κριθαριού κυρίως και της βρώμης, καθώς επίσης και να μετέχουν δυναμικά σε βιολογικά συστήματα αμειψισποράς. Γενικά οι ποικιλίες που δημιουργήθηκαν με την οργανική βελτίωση, έδειξαν ότι έχουν μία ιδιαίτερα σημαντική αύξηση της γενικής προσαρμοστικότητας. Από το πρόγραμμα της οργανικής βελτίωσης προέκυψαν οι ποικιλίες κριθαριού Θεσσαλονίκη (1999), Δήμητρα (2000), Περσεφόνη (2000), Παλαιολόγος (2003), Βυζάντιο (2003), Κωνσταντίνος (2003), Ανδρομέδα (2005) Ιππόλυτος (2005) και Τριπτόλεμος (2007), καθώς και οι ποικιλίες βρώμης Παλλήνη (1999), Φλέγα (1999) και Πήγασος (2007). Από την έναρξη εφαρμογής του προγράμματος της οργανικής βελτίωσης, η οργανική ουσία του γενεαλογικού αγρού παρουσίασε μία αύξηση της τάξης 70-80%, αποτέλεσμα της χλωράς λίπανσης που δόθηκε με το σύστημα αμειψισποράς που εφαρμόσθηκε. 104

105 ΣΥΓΚΡΙΤΙΚΗ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΔΥΟ ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΩΝ ΒΕΛΤΙΩΣΗΣ ΜΕ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΙΔΟΣ PHASEOLUS COCCINEUS ΣΕ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ ΟΡΓΑΝΙΚΗΣ ΓΕΩΡΓΙΑΣ Β. Χατζηθεοδώρου, Α. Μαυρομάτης, Ι. Α. Χα, A. Κορκόβελος και Χ. Γούλας Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας, Εργαστήριο Γενετικής και Βελτίωσης Φυτών, Τμήμα Γεωπονίας και Φυτικής Παραγωγής και Αγροτικού Περιβάλλοντος, Οδός Φυτόκου, Νέα Ιώνια, Μαγνησίας Σκοπός της εργασίας ήταν η αξιολόγηση της αποτελεσματικότητας επιλογής δύο μεθοδολογιών βελτίωσης (μαζική και τροποποιημένη γενεαλογική) στο είδος Phaseolus coccineus, το οποίο θεωρείται σταυρογονιμοποιούμενο είδος που εμφανίζει χαμηλά ποσοστά αυτογονιμοποίησης. Η αξιολόγηση μεταξύ τριών παραδοσιακών πληθυσμών φασολιού (Δίστρατου Γρεβενών, Αγ. Γερμανού Πρεσπών, Ζαγοράς) έγινε με απ ευθείας σύγκριση του αρχικού πληθυσμού C 0 με τους παραγόμενους πληθυσμούς, που προέκυψαν μετά από αμφίπλευρη επιλογή τριών κύκλων μαζικής επιλογής και των παραγόμενων οικογενειών, οι οποίες προέκυψαν με αμφίπλευρη επιλογή τριών κύκλων γενεαλογικής επιλογής. Το πειραματικό τεμάχιο αποτέλεσε γραμμή μήκους 8m με αποστάσεις σποράς 1m μεταξύ των τεμαχίων και 1m επί της γραμμής. Το πειραματικό σχέδιο που εφαρμόστηκε ήταν RCBD, με δύο επαναλήψεις σε δύο περιβάλλοντα (πειραματικός οργανικός αγρός στο Βελεστίνο και οργανικός αγρός με ακραίες αβιοτικές συνθήκες στο Μ. Περιβολάκι). Τα δεδομένα των αποτελεσμάτων έδειξαν παραλλακτικότητα για τα συστατικά της απόδοσης μεταξύ και εντός των εξεταζόμενων πληθυσμών και στα δύο περιβάλλοντα αξιολόγησης. Οι επιλεγμένοι υψηλοαποδοτικοί πληθυσμοί της Ζαγοράς για τους τρεις κύκλους της μαζικής επιλογής, εμφάνισαν το μεγαλύτερο μέσο κέρδος R *έτος -1 (+19.3 g/φυτό) για το συστατικό βάρος σπόρων και στα δύο περιβάλλοντα αξιολόγησης. Ακολούθησε ο πληθυσμός των Γρεβενών με μέσο κέρδος ανά έτος (+14.0 g/φυτό) και τελευταίος κατατάχθηκε ο πληθυσμός των Πρεσπών, με μέσο γενετικό κέρδος (+13.6 g/φυτό) στα δύο περιβάλλοντα αξιολόγησης. Επίσης, οι S 1 οικογένειες που δημιουργήθηκαν ως προϊόντα συστηματικής αυτογονιμοποίησης για κάθε πληθυσμό, επέδειξαν ομομεικτική εξασθένιση και στα δύο περιβάλλοντα, η οποία εκφράστηκε με μείωση του δυναμικού τους και ιδιαίτερα στις επιλεγμένες ως υψηλοαποδοτικές οικογένειες. Σύμφωνα με τα δεδομένα του πειράματος, βρέθηκε γενετικό κέρδος και στα δύο σχήματα επιλογής, το οποίο κυμάνθηκε ανάλογα με τον πληθυσμό και το περιβάλλον αξιολόγησης. Συνδυάζοντας τα αποτελέσματα που προέκυψαν μέσω μαζικής και γενεαλογικής επιλογής και με δεδομένο ότι οι πληθυσμοί εμφάνισαν ομομεικτική εξασθένιση και στους δύο κύκλους αυτογονιμοποίησης, θα μπορούσε να ειπωθεί ότι η μαζική επιλογή έδρασε θετικά σε επίπεδο πληθυσμού προστατεύοντας την ισορροπία εντός των βελτιούμενων πληθυσμών χωρίς σημαντικές απώλειες ενώ αντίθετα η γενεαλογική επιλογή βρέθηκε αποτελεσματικότερη σε επίπεδο καθαρού γενετικού κέρδους όπως αυτό εκφράστηκε μέσω του μικρού αριθμού των τελικά επιλεγόμενων ημισυγγενικών σειρών. 105

106 ΣΥΓΚΡΙΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΤΩΝ ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΙΚΩΝ ΚΑΙ ΟΡΓΑΝΟΛΗΠΤΙΚΩΝ ΙΔΙΟΤΗΤΩΝ ΠΟΙΚΙΛΙΩΝ ΦΑΚΗΣ ΠΟΥ ΠΡΟΕΡΧΟΝΤΑΙ ΑΠΟ ΟΡΓΑΝΙΚΟ ΚΑΙ ΣΥΜΒΑΤΙΚΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΑΣ Α. Κατσαβού 1, Ι. Καραγκούνης 2, Α. Χά 1, Ι. Αρβανιτογιάννης 1, Δ. Βλαχοστέργιος 3 και Α. Μαυρομάτης 1 1 Εργαστήριο Γενετικής Βελτίωσης Φυτών, Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας 2 Οργανισμός Διαπίστευσης Βιολογικών προϊόντων A-cert 3 Ινστιτούτο Κτηνοτροφικών φυτών Λάρισας (ΕΘΙΑΓΕ) Σκοπός του πειράματος ήταν η αξιολόγηση των χαρακτηριστικών ποιότητας σε τρεις ελληνικές εμπορικές ποικιλίες φακής του είδους Lens culinaris, οι οποίες επιλέχθηκαν με βάση τη γενεαλογία τους κατά έτη 2005 έως Συγκεκριμένα κατά την πρώτη χρονιά έγινε μελέτη των φυσικοχημικών και οργανοληπτικών χαρακτηριστικών σε σπόρους των ποικιλιών, Σάμος, Δήμητρα και Ικαρία που προέρχονταν από συμβατικό και οργανικό περιβάλλον καλλιέργειας. Ως μάρτυρας χρησιμοποιήθηκε η ποικιλία Θεσσαλία, η οποία είναι κοινός γονέας με τις άλλες τρεις ποικιλίες. Την επόμενη καλλιεργητική περίοδο, οι ποικιλίες φακής καλλιεργήθηκαν επίσης σε συνθήκες οργανικού και συμβατικού περιβάλλοντος καλλιέργειας αλλά σε τρεις διαφορετικές περιοχές της Θεσσαλίας. Για την εκτίμηση των φυσικοχημικών ιδιοτήτων των σπόρων μετρήθηκε η πυκνότητα των σπόρων, η πυκνότητα σπόρων μετά από 24ωρη ενυδάτωση, ο συντελεστής ενυδάτωσης (hydration coefficient), ο συντελεστής απορρόφησης (swelling coefficient), το ph των σπόρων και η σκληρότητα. Σπόροι από κάθε ποικιλία υποβλήθηκαν σε βρασμό για 15 λεπτά στους 95 ο C και αξιολογηθήκαν από 10 άτομα ως προς τις οργανοληπτικές τους ιδιότητες. Η οργανοληπτική εξέταση εφαρμόστηκε και τα 2 χρόνια πειραματισμού από διαφορετικά panel εξειδικευμένων και μη εκπαιδευμένων γευσιγνωστών ώστε να εκτιμηθούν οι επιδράσεις του περιβάλλοντος, της μεθόδου καλλιέργειας και της καλλιεργητικής περιόδου. Συνολικά στα δεδομένα εφαρμόστηκαν πολυπαραγοντικές στατιστικές αναλύσεις (PCA, DA, Ανάλυση ομαδοποίησης, Ανάλυση παραλλακτικότητας) για τον προσδιορισμό ομοιότητας ποικιλιών και κατηγοριοποίησης των χαρακτηριστικών στο οργανικό και συμβατικό περιβάλλον καθώς και εκτίμηση των συσχετίσεων με καταγραφή των χαρακτηριστικών σε σχέση με τις ποικιλίες και τα περιβάλλοντα. Από τα αποτελέσματα προέκυψε ότι οι ποικιλίες ομαδοποιήθηκαν με βάση τα οργανοληπτικά τους χαρακτηριστικά ανάλογα με το περιβάλλον καλλιέργειας. Έτσι βρέθηκαν ποικιλίες που διαφοροποιούν την συνολική εντύπωση στο οργανικό περιβάλλον σε σχέση με το συμβατικό περιβάλλον καλλιέργειας. Τα περισσότερα οργανοληπτικά χαρακτηριστικά εμφάνισαν στατιστικώς σημαντικές διαφορές κατά τη σύγκριση του οργανικού με το συμβατικό περιβάλλον καλλιέργειας, σε σχέση με τις φυσικοχημικές παραμέτρους, οι οποίες παρουσίασαν διαφορές που όμως δεν ήταν σημαντικές τόσο σε σχέση με τα περιβάλλοντα όσο και τις μεθόδους πειραματισμού. Γενικότερα εντοπίστηκαν ποικιλίες που ανταποκρίνονται καλύτερα στο οργανικό περιβάλλον καλλιέργειας (Ικαρία, Σάμος) και ποικιλίες ευρύτερης προσαρμοστικότητας (Δήμητρα) που δε διαφοροποιούν σημαντικά τα χαρακτηριστικά τους ανεξάρτητα από το περιβάλλον καλλιέργειας. 106

107 ΟΙΚΟΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗ ΚΑΙ GIS ΑΝΑΛΥΣΗ ΤΟΥ ΓΕΝΟΥΣ AVENA Θ. Σ. Πάτσιου 1, Α. Κατσιώτης 2 και N. Maxted 1 1 University of Birmingham, Edgbaston, Birmingham, B15 2TT, UK. 2 Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Αθηνών, Ιερά Οδός 75, Τ.Κ , Αθήνα. Η παρούσα εργασία είναι μια Οικο-γεωγραφική και GIS ανάλυση του γένους Avena L., που πραγματοποιήθηκε στα πλαίσια μεταπτυχιακής μελέτης και σε συνεργασία με το ECPGR Avena Working Group (AWG) και του RES GEN προγράμματος με τίτλο 057 An integrated European In situ Management Work Plan: Implementing Genetic Reserves and On Farm Concepts (AEGRO). Στη μελέτη συμπεριλαμβάνονται ταξονομικά, οικολογικά, γεωγραφικά και δεδομένα διατήρησης για τα 32 είδη του γένους. Οι πληροφορίες αντλήθηκαν από τράπεζες φυτικού γενετικού υλικού και ταξινομήθηκαν σε βάση δεδομένων από το Δρ. Germeier (AWG, AEGRO). Οποιαδήποτε ελλιπή δεδομένα γεωγραφικών συντεταγμένων και τοπωνύμιων συμπληρώθηκαν και διορθώθηκαν. Η μελέτη αποσκοπεί: α) στη μελέτη της διασποράς των 32 ειδών του γένους κυρίως σε ευρωπαϊκό επίπεδο με τη χρήση Γεωγραφικών Πληροφοριακών Συστημάτων (GIS), σύμφωνα με τις πληροφορίες από τη βάση δεδομένων του Δρ. Germeier, β) στην ανάδειξη προτεραιοτήτων προς διατήρηση του γένους Avena, σε επίπεδο είδους και χώρας, λαμβάνοντας υπόψη την κατάσταση διατήρησης in situ και ex situ και την αγρονομική και βελτιωτική σημασία του κάθε είδους. Οι χάρτες διασποράς και πρόβλεψης διασποράς των ειδών με βάση κλιματολογικά δεδομένα, κατασκευάστηκαν με τα προγράμματα ArcGIS 9.3 και DIVA GIS 5.2 αντίστοιχα και ενημερώθηκαν από τη βάση δεδομένων WDPA (World Database of Protected Areas) ώστε να εντοπισθούν είδη που βρίσκονται εντός προστατευόμενων περιοχών και πιθανόν υφίστανται παθητική in situ διατήρηση. Η μεγαλύτερη πυκνότητα αριθμού ειδών εντοπίσθηκε στη Ν. Ισπανία και στη Ν.Δ. Πορτογαλία. Οι τρεις κυριότερες πιθανές περιοχές για την εγκατάσταση προστατευόμενης ζώνης για τα είδη της βρώμης εντοπίσθηκαν σε Ν. Ισπανία, Κανάρια νησιά, και στη ζώνη Β. Αυστρίας-Ν. Τσεχίας-Β. Γερμανίας. Εντός αυτών των περιοχών βρέθηκαν 31 προστατευόμενες ζώνες (τύπου IUCN IV). Η πλειονότητα των ειδών είναι καταχωρημένη στη βάση δεδομένων αλλά οι καταχωρήσεις είναι δυσανάλογες σε αριθμό μεταξύ των ειδών. Το γεγονός ότι ορισμένα είδη έχουν συλλεχθεί σε μεγάλους αριθμούς σχετίζεται τόσο με τη γεωγραφική τους εξάπλωση αλλά και με τις αγρονομικές τους ιδιότητες και την προσβασιμότητα μιας περιοχής για συλλογή. Τα είδη που επιλέχθηκαν με υψηλότερη προτεραιότητα για ex situ διατήρηση είναι τα A. ventricosa, A. hirtula, A. prostrata, A. insularis, A. murphy, A. lusitanica, A. matritensis. Τα κριτήρια ήταν η γεωγραφική εξάπλωση των ειδών, η ex situ κατάσταση διατήρησης για κάθε είδος και το γενετικό υπόβαθρο (γονιδιακή δεξαμενή: GP1,2, και 3) και οι ιδιότητες του καθενός. Οι χώρες εντός Ευρώπης όπου χρειάζεται περαιτέρω συλλογή λόγω μικρού αριθμού καταχωρήσεων και στις οποίες εντοπίζονται πέντε από τα επτά παραπάνω είδη, είναι η Ισπανία, η Ιταλία, η Ελλάδα. Για την πληρέστερη εικόνα της κατάστασης διατήρησης των ειδών, προτείνεται η συλλογή δεδομένων από herbaria, ο συνδυασμός εδαφολογικών χαρτών με τους κλιματολογικούς για καλύτερη πρόβλεψη πιθανών ενδιαιτημάτων βρώμης και επίσκεψη των περιοχών όπου είδη πιθανόν υφίστανται παθητική in situ διατήρηση για να διαπιστωθεί ή και να ενεργοποιηθεί η παρακολούθηση των πληθυσμών τους. 107

108 ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΣΗ ΜΟΡΦΟΛΟΓΙΚΩΝ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΩΝ ΚΑΙ ΔΗΜΟΓΡΑΦΙΚΩΝ ΠΑΡΑΜΕΤΡΩΝ ΓΙΑ ΤΗΝ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΑΥΤΟΦΥΩΝ ΕΙΔΩΝ ΚΡΟΚΟΥ ΤΩΝ ΚΥΚΛΑΔΩΝ ΚΑΙ ΤΗΣ ΚΡΗΤΗΣ Π. Ράλλη 1,2, Χ. Δόρδας 2, Α. Τράκα-Μαυρωνά 1 και Μ. Κούτσικα-Σωτηρίου 3 1 Εθνικό Ίδρυμα Αγροτικής Έρευνας, Κέντρο Γεωργικής Έρευνας Βόρειας Ελλάδας, Θέρμη- Θεσσαλονίκη 2 Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης, Γεωπονική Σχολή, Εργαστήριο Γεωργίας, Θεσσαλονίκη 3 Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης, Γεωπονική Σχολή, Εργαστήριο Γενετικής και Βελτίωσης Φυτών, Θεσσαλονίκη Περίληψη Λαμβάνοντας υπόψη τις ανθρωπογενείς απειλές, τις κλιματικές και περιβαλλοντικές αλλαγές, που υφίστανται τα αυτοφυή είδη κρόκου (Crocus spp.), στις Κυκλάδες και στην Κρήτη, τα τελευταία χρόνια, με αποτέλεσμα τη συνεχή μείωση των πληθυσμών ορισμένων ειδών, διερευνήθηκαν τα μορφολογικά τους χαρακτηριστικά και οι δημογραφικές παράμετροι με στόχο την αξιολόγησή τους, τη διερεύνηση φυλογενετικών σχέσεων και τη διατήρηση στο φυσικό τους περιβάλλον. Πραγματοποιήθηκε εξερευνητική αποστολή στα νησιά Σαντορίνη, Ανάφη, Χριστιανά και Κρήτη, και επισημάνθηκαν τοποθεσίες, από τις οποίες συλλέχθηκαν 11 δείγματα τεσσάρων αυτοφυών ειδών. Μελετήθηκαν τα οικογεωγραφικά χαρακτηριστικά των ενδιαιτημάτων, οι δημογραφικές παράμετροι των πληθυσμών, τα μορφολογικά χαρακτηριστικά, και εκτιμήθηκαν οι πιθανοί κίνδυνοι γενετικής διάβρωσης. Εντοπίστηκαν πληθυσμοί του C. cartwrightianus στον Ταξιάρχη και Γαβρίλο της Σαντορίνης, στο νησί Ανάφη, στην ακατοίκητη βραχονησίδα Χριστιανά και στο Ακρωτήρι Χανίων της Κρήτης. Επίσης, επισημάνθηκαν και συλλέχθηκαν και άλλα αυτοφυή είδη κρόκου και συγκεκριμένα τα είδη C. oreocreticus, C. laevigatus και C. tournefortii από περιοχές της Κρήτης (όρος Ίδη, Σταλίδα κ.ά). Από την Ανάλυση σε Ομάδες και την Ανάλυση σε Κύριες Συνιστώσες των δεδομένων της φαινοτυπικής μελέτης 17 μορφολογικών χαρακτηριστικών των πληθυσμών προέκυψαν δύο διακριτές ομάδες. Εισαγωγή Το γένος Crocus ανήκει στην οικογένεια Iridaceae και περιλαμβάνει 80 περίπου είδη. Στον ελλαδικό χώρο απαντώνται 23 αυτοφυή είδη, ορισμένα από τα οποία είναι ενδημικά (Matthew 1982), και ένα καλλιεργούμενο, το είδος Crocus sativus L. Το κέντρο καταγωγής του γένους Crocus τοποθετείται στο νότιο Αιγαίο και στη Μικρά Ασία (Tammaro 1990). Τα αποτελέσματα πρόσφατων ερευνών (Negbi 1999) δείχνουν ότι ο C. sativus πιθανότατα επιλέχθηκε και εξημερώθηκε στην Κρήτη κατά την Όψιμη Εποχή του Χαλκού. Η χρήση αποξηραμένων στιγμάτων κρόκου (σαφράν), ως αρωματικό, καθώς και ως χρωστική και φαρμακευτική ουσία, απαντάται στη Μινωική και στην Κλασσική Ελλάδα, στη Μικρά Ασία και στην Αρχαία Αίγυπτο. Τοιχογραφίες με άνθη κρόκου μπορεί κανείς να βρει στις ανασκαφές των Μινωικών Ανακτόρων στην Κρήτη και στη Σαντορίνη (Sarpaki 2000). Τα αυτοφυή είδη απαντώνται σε διάφορες περιοχές της Ελλάδας, είναι διπλοειδή και αναπαράγονται αγενώς μέσω υπόγειων βλαστικών οργάνων, των κόρμων, ωστόσο πολλά απ αυτά είναι γόνιμα και παράγουν και σπόρο. Ο καλλιεργούμενος κρόκος είναι στείρο τριπλοειδές είδος (2n=3x=24), και κατά συνέπεια αναπαράγεται αγενώς. Καλλιεργείται κυρίως για τα κόκκινα στίγματα του άνθους του, που αποτελούν προϊόν μεγάλης εμπορικής αξίας (σαφράν). Τα στίγματα του C. cartwrightianus αποτελούν επίσης αντικείμενο συλλογής από τους κατοίκους των νησιών και έχουν αντίστοιχες χρήσεις. Με στόχο την αξιολόγηση και τη διερεύνηση των φυλογενετικών σχέσεων των αυτοφυών ειδών κρόκου των Κυκλάδων και της Κρήτης, επιχειρήθηκε ο μορφολογικός 108

109 χαρακτηρισμός και η ταξινόμηση 11 αυτοφυών γενετικών υλικών κρόκου, τα οποία συλλέχθηκαν το φθινόπωρο του 2009 και διατηρούνται στην εκτός τόπου (ex situ) συλλογή της Τράπεζας Διατήρησης Γενετικού Υλικού (Τ.Γ.Υ.). Επιπλέον, μελετήθηκαν οι δημογραφικές παράμετροι των πληθυσμών τους μέσα σε οριοθετημένες περιοχές, που προορίζονται για ενεργή μακροχρόνια διατήρηση και επιτρέπουν την εξέλιξη των ειδών, υπό την επίδραση του φυσικού περιβάλλοντος, δημιουργώντας συνεχώς νέα προσαρμοσμένη βιοποικιλότητα, μεγάλης σημασίας για τη βελτίωση των καλλιεργούμενων ειδών. Υλικά και Μέθοδοι Κατά τη διάρκεια του φθινοπώρου του 2009, πραγματοποιήθηκε εξερευνητική αποστολή επισήμανσης περιοχών με αυτοφυή είδη κρόκου, στις Κυκλάδες και στην Κρήτη. Ιδιαίτερη έμφαση δόθηκε στον εντοπισμό του C. cartwrightianus, το οποίο είναι σπάνιο, ενδημικό είδος, συγγενές με τον καλλιεργούμενο κρόκο, που απαντάται στη Νότια Ελλάδα από τα αρχαία χρόνια. Εκτός από την περιοχή του Ταξιάρχη της Σαντορίνης, όπου είχε εντοπιστεί το είδος παλαιότερα (Ράλλη & Δόρδας 2011, Γκατζελάκη κ.ά. 2010), εξερευνήθηκαν και άλλες περιοχές για τον εντοπισμό περισσότερων πληθυσμών, όπως η περιοχή Γαβρίλος Σαντορίνης, το νησί Ανάφη, η ακατοίκητη βραχονησίδα Χριστιανά και η περιοχή του Ακρωτηρίου Χανίων στην Κρήτη. Επίσης, με σκοπό να πραγματοποιηθεί μια ευρύτερη δειγματοληψία των ειδών Crocus, που φύονται στις Κυκλάδες και στην Κρήτη, και να εμπλουτιστεί η υπάρχουσα συλλογή της Τ.Γ.Υ., εξερευνήθηκαν και άλλες περιοχές της Σαντορίνης, όπως ο Προφήτης Ηλίας, και της Κρήτης, όπως το όρος Ίδη, η Σταλίδα, τα προάστια του Ηρακλείου, κ.λπ. Κατά την εξερεύνηση των παραπάνω περιοχών, μελετήθηκε η οικογεωγραφική εξάπλωση των πληθυσμών στην ευρύτερη περιοχή, έγινε λήψη παρατηρήσεων στο πεδίο έρευνας, και συλλέχθηκαν εδαφοκλιματικά και τοπογραφικά δεδομένα. Συγκεκριμένα, έγινε καταγραφή των συντεταγμένων, του υψόμετρου και της χλωρίδας της περιοχής. Εκτός από την αναγνώριση και οριοθέτηση της εξάπλωσης των συγκεκριμένων ειδών, λήφθηκαν δημογραφικές παράμετροι των πληθυσμών, με καταμέτρηση του μεγέθους και της πυκνότητάς τους. Ακολούθησε δειγματοληψία φυτικού υλικού (κόρμων και ανθέων) από κάθε πληθυσμό, καθώς επίσης δειγματοληψία εδάφους για προσδιορισμό της μηχανικής και χημικής σύστασης (βάθος εδαφικής τομής 0-30cm). Τέλος, έγινε φωτογραφική αποτύπωση κάθε πληθυσμού. Το μέγεθος και η πυκνότητα των πληθυσμών εκτιμήθηκαν με τεχνικές τυχαίας δειγματοληψίας (Elzinga et al. 1998), με τη βοήθεια πλαισίων (quadrats), μεγέθους 1m 2, ώστε να καταστεί δυνατή η μελέτη και παρακολούθηση των πληθυσμών των αυτοφυών ειδών. Το πολλαπλασιαστικό υλικό (κόρμοι κρόκων), που συλλέχθηκε, μεταφέρθηκε και εγκαταστάθηκε στη συλλογή της Τ.Γ.Υ., στο αγρόκτημα της Θέρμης Θεσσαλονίκης (ΕΘ.Ι.ΑΓ.Ε.), για τη συμπληρωματική εκτός τόπου ή εκτός φυσικού περιβάλλοντος διατήρηση (ex situ conservation). Για την ταυτοποίηση ως προς το βοτανικό είδος των δειγμάτων συλλογής, έγινε φαινοτυπική περιγραφή με τη βοήθεια κλείδων βοτανικής ταξινόμησης και καταλόγων περιγραφής. Συνολικά καταγράφηκαν και μελετήθηκαν 17 μορφολογικά χαρακτηριστικά. Η καταγραφή των δεδομένων έγινε για τα ποιοτικά χαρακτηριστικά με βάση μία μετρική κλίμακα ακέραιων αριθμών, ενώ για τα ποσοτικά χαρακτηριστικά καταγράφηκαν οι πραγματικές μετρούμενες τιμές, με βάση την κλίμακα των συνεχών αριθμών. Για τη στατιστική επεξεργασία των δεδομένων, χρησιμοποιήθηκε η Ανάλυση σε Ομάδες (Cluster Analysis) και η Ανάλυση σε Κύριες Συνιστώσες (PCA). Κατά την Ανάλυση σε Ομάδες, κατασκευάστηκε δενδρόγραμμα με τη βοήθεια της ευκλείδειας απόστασης και του αλγορίθμου Ward. Για την εύρεση του βέλτιστου αριθμού των ομάδων χρησιμοποιήθηκε το κριτήριο upper-tail για α=0,10 (Wishart 1987). Όλα τα στατιστικά δεδομένα αναλύθηκαν με τη χρήση του λογισμικού πακέτου JMP (ver ), ενώ τα δεδομένα των πληθυσμών των ειδών και των περιοχών εντοπισμού τους 109

110 αναλύθηκαν με τη χρήση του γεωγραφικού συστήματος πληροφοριών (GIS) (ArcGIS 9.3). Τέλος, όλα τα στοιχεία καταχωρήθηκαν στη βάση δεδομένων της Τ.Γ.Υ. Αποτελέσματα και Συζήτηση Κατά τη διάρκεια της εξερευνητικής αποστολής επισημάνθηκαν και μελετήθηκαν 11 διαφορετικά δείγματα συλλογής τεσσάρων αυτοφυών ειδών κρόκου (Πίν. 1). Συγκεκριμένα, πέντε πληθυσμοί του C. cartwrightianus εντοπίστηκαν σε διαφορετικές περιοχές των Κυκλάδων και της Κρήτης. Οι περισσότερες περιοχές επιλέχθηκαν, γιατί φύονται πληθυσμοί που χρειάζονται προστασία. Η μείωση των πληθυσμών οφείλεται στις ανθρώπινες δραστηριότητες (συλλογή όλου του φυτού από τους κατοίκους και όχι μόνο των στιγμάτων, ανοικοδόμηση, κ.λπ.), και στις κλιματικές και περιβαλλοντικές αλλαγές. Ειδικότερα, εντοπίστηκαν πληθυσμοί του C. cartwrightianus στον Ταξιάρχη και στο Γαβρίλο Σαντορίνης, καθώς και στο Ακρωτήρι Χανίων, οι οποίοι έχουν μειωθεί δραματικά τα τελευταία χρόνια, σύμφωνα με μαρτυρίες των κατοίκων. Οι πληθυσμοί της Ανάφης μειώνονται με μικρότερους ρυθμούς. Αναφορικά με τα άλλα είδη, βρέθηκαν τέσσερις πληθυσμοί C. laevigatus στην τοποθεσία του Προφήτη Ηλία Σαντορίνης, και στις περιοχές Σταλίδα, Καρουζανά και προάστια Ηρακλείου Κρήτης, ένας πληθυσμός C. oreocreticus στο όρος Ίδη Κρήτης, και ένας πληθυσμός C. tournefortii στα προάστια του Ηρακλείου. Η πυκνότητα των πληθυσμού του C. cartwrightianus στις διάφορες θέσεις επισήμανσης του είδους στη Σαντορίνη κυμαίνεται στο εύρος 1-10 φυτά/m 2, ανάλογα με τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά της κάθε οικοθέσης, ενώ στην Ανάφη κυμαίνεται στο εύρος 5-16 φυτά/m 2. Στις άλλες περιοχές η πυκνότητα είναι μικρότερη από 4 φυτά/m 2. Η πυκνότητα του πληθυσμού του C. laevigatus στον Προφήτη Ηλία φτάνει μέχρι 25 φυτά/m 2, ενώ στις διάφορες θέσεις επισήμανσης του είδους στην Κρήτη η πυκνότητα ήταν μικρότερη από 7 φυτά/m 2 και ακόμα μικρότερη του C. tournefortii στo Ηράκλειο. Τα δεδομένα αυτά αναλύθηκαν σε γεωγραφικό σύστημα πληροφοριών (Σχ. 1). Οι πληθυσμοί εντοπίστηκαν σε ανοιχτές βραχώδεις πλαγιές ή σε ανοιχτές θαμνώδεις περιοχές με υψόμετρο m. Επίσης, με στόχο την απόκτηση πληροφοριών που αφορούν στην οικογεωγραφική έρευνα και για τη δημιουργία ενός κατάλληλου περιβάλλοντος για την εκτός τόπου διατήρηση, συλλέχθηκαν δείγματα εδάφους από τις περιοχές συλλογής και έγινε εδαφολογική ανάλυση. Σε γενικές γραμμές, το ph του εδάφους των υπό μελέτη περιοχών είναι ουδέτερο έως μέτρια αλκαλικό (ph=7,07-7,95), η μηχανική σύσταση του εδάφους στις περιοχές δειγματοληψίας στη Σαντορίνη, στην Ανάφη και στα Χριστιανά είναι αμμοπηλώδες, ενώ ποικίλλει στις περιοχές της Κρήτης. Η ηλεκτρική αγωγιμότητα κυμαίνεται από 0,348 έως 1,027 (ms/cm), που θεωρείται κατάλληλη για πολλά φυτικά είδη. Επιπλέον, το ποσοστό του CaCO 3 ήταν σε αποδεκτά όρια για πολλά φυτικά είδη (0,9-1,3%) και το ποσοστό της οργανικής ουσίας ήταν υψηλότερο στο Γαβρίλο και πολύ χαμηλότερο στην Ανάφη. Πίνακας 1. Δεδομένα συλλογής των γενετικών υλικών κρόκου που χρησιμοποιήθηκαν στη μελέτη. Είδος Περιοχή Συλλογής Ημερομηνία Συλλογής Crocus cartwrightianus Σαντορίνη-Ταξιάρχης 27/11/2009 Crocus cartwrightianus Σαντορίνη-Γαβρίλος 27/11/2009 Crocus cartwrightianus Ανάφη 26/11/2009 Crocus cartwrightianus Χριστιανά 27/11/2009 Crocus cartwrightianus Κρήτη-Ακρωτήρι 30/11/2009 Crocus laevigatus Σαντορίνη-Πρ. Ηλίας 27/11/2009 Crocus laevigatus Κρήτη-Καρουζανά 28/11/2009 Crocus laevigatus Κρήτη-Σταλίδα 28/11/2009 Crocus laevigatus Κρήτη-Ηράκλειο 29/11/2009 Crocus oreocreticus Κρήτη-Ίδη 29/11/2009 Crocus tournefortii Κρήτη-Ηράκλειο 29/11/

111 C. laevigatus Πρ. Ηλίας-Σαντορίνη C. cartwrightianus Ταξιάρχης-Σαντορίνη C. cartwrightianus Χριστιανά C. cartwrightianus Ακρωτήρι-Κρήτη C. oreocreticus Ίδη-Κρήτη C. tournefortii Ηράκλειο-Κρήτη C. laevigatus Σταλίδα-Κρήτη Σχήμα 1. Ανάλυση σε γεωγραφικό σύστημα συντεταγμένων (GIS) των πληθυσμών των ειδών και των περιοχών εντοπισμού τους. Αναφορικά με τις μέσες τιμές των μορφολογικών χαρακτηριστικών που προέκυψαν από μετρήσεις στο πεδίο έρευνας, επισημάνθηκαν διαφορές όχι μόνο μεταξύ των ειδών, αλλά και μεταξύ των διαφορετικών δειγμάτων συλλογής-πληθυσμών του ίδιου είδους. H ανάλυση σε Κύριες Συνιστώσες έδωσε 10 νέες μεταβλητές (Κύριες Συνιστώσες-PCs), οι οποίες ερμηνεύουν αθροιστικά το 100% της συνολικής παραλλακτικότητας, που παρατηρείται μεταξύ των γενετικών υλικών (Πίν. 2). Από αυτές, οι τρεις πρώτες PCs επαρκούν για να ερμηνεύσουν ποσοστό >80% της συνολικής παραλλακτικότητας μεταξύ των υλικών που μελετήθηκαν. Αναλύθηκαν 17 χαρακτηριστικά και με μόλις 10 PCs ερμηνεύεται το 100% της παραλλακτικότητας, γεγονός που υποδεικνύει χαμηλή φαινοτυπική παραλλακτικότητα μεταξύ των υλικών και υψηλή συσχέτιση μεταξύ των χαρακτηριστικών που μελετήθηκαν. Η Ανάλυση σε Ομάδες κατέταξε τα 11 γενετικά υλικά σε δύο διακριτές ομάδες, όπως προέκυψε με την εφαρμογή του κριτηρίου upper-tail, για α=0,10 (Σχ. 2). Στην πρώτη ομάδα κατατάχθηκαν όλα τα δείγματα συλλογής του C. cartwrightianus και το δείγμα του C. oreocreticus, ενώ στη δεύτερη ομαδοποιούνται τα δείγματα του C. laevigatus μαζί με το δείγμα του C. tournefortii. 111

112 Πίνακας 2. Ανάλυση της παραλλακτικότητας σε Κύριες Συνιστώσες (PCs). Κύριες συνιστώσες Ιδιοτιμή Ποσοστό (%) ολικής παραλ/τητας Αθροιστικό ποσοστό (%) ολικής παραλ/τητας 1 8, ,185 49, , ,207 69, , ,898 81, ,9629 5,664 86, ,8465 4,979 91, ,6121 3,601 95, ,2983 1,755 97, ,2826 1,662 98, ,1514 0,891 99, ,0267 0, ,000 Σχήμα 2. Δενδρόγραμμα ομαδοποίησης των συλλογών κρόκου, με βάση τη διάκριση που προέκυψε από τη μελέτη των μορφολογικών χαρακτηριστικών (μέθοδος WARD ). Η αξία των αυτοφυών ειδών, συγγενών με τα καλλιεργούμενα, είναι αναγνωρισμένη από την επιστημονική κοινότητα, δεδομένου ότι παρέχουν μεγάλο εύρος δυνητικά αξιοποιήσιμου γενετικού υλικού στη βελτίωση των φυτών (Hajjar & Hodgkin 2007). Κατά τη διάρκεια της εξερευνητικής αποστολής επιτεύχθηκε δειγματοληψία των αυτοφυών ειδών κρόκου των Κυκλάδων και της Κρήτης, μία γενική εκτίμηση του βαθμού της γενετικής τους διάβρωσης και επισήμανση περιοχών για επί τόπου διατήρηση. Σήμερα, εκτιμάται ότι ο κίνδυνος γενετικής διάβρωσης, που αντιμετωπίζουν ορισμένα από αυτά τα είδη στις παραπάνω περιοχές, είναι μεγάλος. Μεγαλύτερες προσπάθειες πρέπει να πραγματοποιηθούν για την προώθηση της επί τόπου διατήρησης των επιλεγμένων πληθυσμών στα φυσικά τους ενδιαιτήματα και για τη συχνή παρακολούθηση της κατάστασης των πληθυσμών που διατηρούνται σε αυτές τις περιοχές. Προς αυτή την κατεύθυνση θα συμβάλλει η αμοιβαία συνεργασία που έχει αναπτυχθεί με τους τοπικούς φορείς (Νομαρχιακή Αυτοδιοίκηση Κυκλάδων και Ένωση Συνεταιρισμών Θηραϊκών Προϊόντων) στο πλαίσιο ενός προγράμματος για την αναβάθμιση της αγρονομικής αξίας εγχώριων ποικιλιών Σαντορίνης. 112

113 Ευχαριστίες Θερμές ευχαριστίες εκφράζονται στους κ.κ. Σ. Κατσίπη, Κ. Σίμογλου, Κ. Οικονομάκη και στους υπαλλήλους της Ένωσης Συνεταιρισμών Θηραϊκών Προϊόντων για την πολύτιμη βοήθειά τους κατά τη διεξαγωγή της έρευνας πεδίου. Βιβλιογραφία Elzinga, C.L., Salzer, D.W., and Willoughby, J.W Measuring and Monitoring Plant Populations. Bureau of Land Management, Denver, Colorado. Γκατζελάκη, Χ., Ψαρρά, Ε., Γανίτης, K., Κατσίπης, Σ., Ράλλη, Π., Τσιβελίκας, Α.Λ., και Σταυρόπουλος, Ν Πιλοτική έρευνα για την επί τόπου (in situ) προστασία των αυτοφυών ειδών Crocus cartwrightianus και Crocus laevigatus στη νήσο Σαντορίνη. Πρακτικά 12ου Πανελληνίου Συνεδρίου της Ελληνικής Επιστημονικής Εταιρείας Γενετικής Βελτίωσης Φυτών, Νάουσα, σελ Hajjar, R., and Hodgkin, T The use of wild relatives in crop improvement: A survey of developments over the last 20 years. Euphytica 156: Mathew, B The Crocus: a revision of the genus Crocus. B.T. Basford, London. Negbi, M Saffron cultivation: past, present and future prospects. In: Negbi, M. (Εd.) Saffron: Crocus sativus L. Harwood Academic Publishers, Australia, pp Ράλλη, Π., και Δόρδας, Χ Μελέτη μορφολογικών χαρακτηριστικών και δημογραφικών παραμέτρων αυτοφυών ειδών κρόκου. Πρακτικά 24ου Συνεδρίου της Ελληνικής Εταιρείας Επιστήμης των Οπωροκηπευτικών, Βέροια, σελ Sarpaki, A Plants chosen to be depicted on Theran wall paintings. Tentative interpretations. In: Sherratt, S. (Εd.) The wall paintings of Thera. Proceedings of the first international symposium, Athens, pp Tammaro, F Crocus sativus L.-cv Piano di Navelli (L Aquila saffron): environment, cultivation, morphometric characteristics, active principles, uses. In: Tammaro, F., Marra, L. (eds). Proceedings of the international conference on saffron (Crocus sativus L.), L Aquila, pp Wishart, D CLUSTAN user manual, 3rd edn. Program Library Unit, Univ. of Edinburgh, Edinburgh. USE OF MORPHOLOGICAL CHARACTERISTICS AND DEMOGRAPHICAL PARAMETERS FOR THE EVALUATION OF WILD CROCUS SPECIES IN CYCLADES ISLANDS AND CRETE P. Ralli 1,2, C. Dordas 2, A. Traka-Maurona 1 and M. Koutsika-Sotiriou 3 1 National Agricultural Research Foundation, Agricultural Research Center of Northern Hellas, Thermi- Thessaloniki, Hellas 2 Aristotle University of Thessaloniki, School of Agriculture, Laboratory of Agronomy, Thessaloniki, Hellas 3 Aristotle University of Thessaloniki, School of Agriculture, Laboratory of Genetics and Plant Breeding, Thessaloniki, Hellas Abstract Taking into consideration the anthropogenic threats in addition to climatic and environmental changes in which are subject the wild Crocus species (Crocus spp.), in Cyclades islands and in Crete the recent years, (which caused a continuous reduction in the populations of certain species and the reduction of their genetic diversity), their morphological characteristics and the demographical parameters were studied, in order to evaluate them, find the phylogenetic relationships and conserve them in their natural 113

114 environment. A collecting expedition took place in Thera, Anafi, the uninhabited island of Christiana and Crete and locations were found, where 11 accessions of four wild species of the genus Crocus were harboured. The experimental plan involved the study of the ecogeographic characteristics of their habitat and the associated flora, the demographical parameters, the morphological characteristics, the collection of topographic and climatic data, the identification of the species and evaluated the possible dangers of genetic erosion. Small populations of C. cartwrightianus were found in the areas of Taksiarchis and Gavrilos of Thera and in the area of Akrotiri in Chania, Crete, and larger populations were found in Anafi. Also areas were marked in Crete such as mountain Idi, Stalida, etc., where other wild Crocus species were found, such as C. oreocreticus, C. laevigatus and C. tournefortii. On total, 17 morphological traits of the populations were analyzed using Cluster Analysis and Principal Components Analysis. Clustering procedure classified the accessions into two clusters. The collections of these species have great scientific interest and it is important to study further the possibilities of their evaluation and utilization. 114

115 ΜΕΛΕΤΗ ΦΥΛΟΓΕΝΕΤΙΚΩΝ ΣΧΕΣΕΩΝ ΣΕ ΣΥΛΛΟΓΗ ΠΟΙΚΙΛΙΩΝ ΦΑΚΗΣ (Lens culinaris Medik.) ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΜΟΡΦΟΛΟΓΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΟΡΙΑΚΩΝ ΔΕΙΚΤΩΝ ΤΥΠΟΥ RAPD ΚΑΙ SSR Μ. Bασιλάκου 1, Δ. Βλαχοστέργιος 2, Α. Χά 1, Μ. Α. Σακελλαρίου 1 και Α. Μαυρομάτης 1 1 Τμήμα Φυτικής Παραγωγής & Αγροτικού Περιβάλλοντος, Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας, Βόλος 2 Ινστιτούτο Κτηνοτροφικών Φυτών & Βοσκών, ΕΘΙΑΓΕ, Λάρισα Η βελτίωση της φακής κατά τις τελευταίες 3 δεκαετίες, προσανατολίζεται κυρίως στην αύξηση των αποδόσεων και δευτερευόντως στη βελτίωση της ποιότητας του εδώδιμου προϊόντος και την ανθεκτικότητα σε βιοτικούς και αβιοτικούς παράγοντες. Ταυτόχρονα έχουν γίνει ιδιαίτερες προσπάθειες να συλλεχθούν και να συντηρηθούν γενότυποι (πληθυσμοί / παραδοσιακές ποικιλίες) τόσο σε εθνικό (ΕΘΙΑΓΕ, ΤΓΥ) όσο και σε διεθνές επίπεδο (ICARDA, EIPGRI), με ιδιαίτερα γνωρίσματα και ιδιότητες που αναμένεται να φανούν χρήσιμα στις περιπτώσεις δημιουργίας και καλλιέργειας ποικιλιών σε αντίξοες συνθήκες ή σε οργανικό περιβάλλον καλλιέργειας. Η συγκεκριμένη εργασία αποτελεί τη συνέχεια μιας τριετούς προσπάθειας μελέτης και αξιολόγησης μιας διεθνούς συλλογής 38 ποικιλιών φακής, με σκοπό τη διερεύνηση των γενετικών σχέσεων μεταξύ των ποικιλιών και την αξιοποίησης τους σε βελτιωτικό πρόγραμμα δημιουργίας ποικιλιών φακής προσαρμοσμένων σε οργανικό περιβάλλον καλλιέργειας. Η μελέτη των φυλογενετικών σχέσεων μεταξύ των εξεταζόμενων ποικιλιών έγινε με τη βοήθεια εξειδικευμένων μοριακών SSR δεικτών σε συνδυασμό με τα δεδομένα μορφολογικών και αγρονομικών χαρακτηριστικών. Με τη μέθοδο των SSR δεικτών προσδιορίστηκαν συνολικά 75 πολυμορφικές ζώνες (σημαντικά περισσότερες σε σχέση με την προηγούμενη μελέτη βάση των RAPDs) που προήλθαν μετά από πολλαπλασιασμό με την τεχνική της πολυμεράσης (PCR), δίνοντας σαφή διάκριση του μοριακού προφίλ των εξεταζόμενων ποικιλιών. Η επεξεργασία των δεδομένων έγινε με τη μέθοδο UPGMA και κατασκευάσθηκε το δενδρόγραμμα ομαδοποίησης των ποικιλιών. Η ομαδοποίηση των ποικιλιών βάση της μεθόδου των μορφολογικών και αγρονομικών χαρακτηριστικών έγινε με τη χρήση 22 γνωρισμάτων (UPOV) και τις προδιαγραφές περιγραφής ποικιλιών για εγγραφή στον Εθνικό Κατάλογο που έχει θέσει η Ελληνική Νομοθεσία. Εφαρμόστηκε cluster analysis και κατασκευάσθηκε το δενδρόγραμμα φυλογενετικών σχέσεων μεταξύ των εξεταζόμενων ποικιλιών φακής. Με βάση τα δεδομένα που προέκυψαν έγινε εκτίμηση της διαφοροποίησης και των σχέσεων μεταξύ των ποικιλιών για τις δυο υπό σύγκριση μεθόδους (μορφολογικοί / μοριακοί δείκτες) και βρέθηκε ότι η ομαδοποίηση με βάση τα μορφολογικά χαρακτηριστικά διαφέρει από την ομαδοποίηση που επιτυγχάνεται με τους μοριακούς δείκτες. Τα σημεία σύγκλισης των δύο μεθόδων και η τεχνική της ισοστάθμισης που εφαρμόστηκε έδωσαν τη δυνατότητα για την κατάρτιση νέου προγράμματος διασταυρώσεων μεταξύ ποικιλιών φακής που διαθέτουν επιθυμητά μορφολογικά και αγρονομικά χαρακτηριστικά και διαφοροποιούνται ως προς τη γενετική τους βάση. 115

116 ΜΕΛΕΤΗ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑΣ ΕΓΧΩΡΙΩΝ ΚΑΙ ΕΜΠΟΡΙΚΩΝ ΥΠΟΚΕΙΜΕΝΩΝ ΣΤΟΝ ΕΜΒΟΛΙΑΣΜΟ ΧΕΙΜΕΡΙΝΩΝ ΚΑΙ ΘΕΡΙΝΩΝ ΠΟΙΚΙΛΙΩΝ ΠΕΠΟΝΙΟΥ Ε. Ανθιμίδου 1, Μ. Κούτσικα-Σωτηρίου 1 και Αικ. Τράκα-Μαυρωνά 2 1 Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης (Α.Π.Θ.), Γεωπονική Σχολή, Εργαστήριο Γενετικής και Βελτίωσης των Φυτών, , Θεσσαλονίκη. 2 Εθνικό Ίδρυμα Αγροτικής Έρευνας (ΕΘ.Ι.ΑΓ.Ε), Κέντρο Γεωργικής Έρευνας Βόρειας Ελλάδας, , Θέρμη Οι εγχώριες και εμπορικές ποικιλίες πεπονιού (Cucumis melo L.), εκτός από τα πλεονεκτήματά τους (γεύση, άρωμα, κ.α.), παρουσιάζουν μειονεκτήματα που σχετίζονται με την ευαισθησία τους στα παθογόνα εδάφους, καθώς επίσης με τη μειωμένη διατηρησιμότητα και κατ επέκταση την υποβάθμιση της ποιότητας και της εμπορικής αξίας. Τα προβλήματα αυτά προσεγγίζονται με την εφαρμογή χρονοβόρων βελτιωτικών προγραμμάτων, αναδιασταυρώσεων και επιλογής. Ταυτόχρονα, συνιστάται ο εμβολιασμός σε ανθεκτικά υποκείμενα. Η τεχνική αυτή, καθώς επίσης και η επίδραση του εμβολιασμού σε αγρονομικά και ποιοτικά χαρακτηριστικά αποτέλεσαν αντικείμενο μελέτης της παρούσας εργασίας, με τον εμβολιασμό της εγχώριας εμπορικής ποικιλίας χειμερινού πεπονιού Θρακιώτικο (C. melo. L., ομάδας Inodorus, τύπου Casaba) και του εμπορικού υβριδίου Galia (C. melo L., ομάδας Cantaloupensis), στα εμπορικά υποκείμενα Manta (Cucumis melo L.) και ΤΖ-148 (διειδικό υβρίδιο Cucurbita moschata C. maxima) και σε πειραματικά υποκείμενα προϊόντα αποκλίνουσας επιλογής- της ποικιλίας Θρακιώτικο, που προήλθαν από ανθεκτικούς πληθυσμούς στα παθογόνα Fusarium oxysporum f.sp. melonis και F. oxysporum f.sp. radicis cucumerinum. Πραγματοποιήθηκαν τέσσερις συγκομιδές σε χρονικό διάστημα 1 μήνα, εμπορικά ώριμου καρπού, και λήφθηκαν στοιχεία απόδοσης και πρωιμότητας σε επίπεδο ατομικού φυτού. Συγχρόνως, αξιολογήθηκαν ποιοτικά και περιγραφικά χαρακτηριστικά σε έναν εμπορικά ώριμο καρπό από κάθε φυτό. Οι αλληλεπιδράσεις και η συμβατότητα μεταξύ εμβολίου-υποκειμένου αποτελούν αντικείμενο μελέτης στη διερεύνηση της τεχνικής του εμβολιασμού για την καλλιέργεια του πεπονιού. 116

117 ΣΥΜΒΟΛΗ ΤΗΣ ΔΙΑΡΚΟΥΣ ΓΕΝΕΤΙΚΗΣ ΠΑΡΑΚΟΛΟΥΘΗΣΗΣ ΣΤΗΝ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΤΩΝ ΓΕΝΕΤΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ Φ.Α. Αραβανόπουλος Εργαστήριο Δασικής Γενετικής και Γενετικής Βελτίωσης Δασοπονικών Ειδών, Σχολή Δασολογίας και Φυσικού Περιβάλλοντος, Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης, Θεσσαλονίκη, GR54124, Ηλεκτρ. Ταχ.: Η διαρκής γενετική παρακολούθηση, που ορίζεται ως η ποσοτικοποίηση με παραμέτρους γενετικής και δυναμικής πληθυσμών των μεταβολών που αυτοί υφίστανται στην κατά χρόνο τάξη, έχει ως στόχο την αξιολόγηση της παρούσας κατάστασης των γενετικών πόρων των πληθυσμών και τη δημιουργία ενός μέσου μελέτης των γενετικών πόρων με προγνωστική αξία. Η διαρκής γενετική παρακολούθηση είναι εκ των ουκ άνευ για την προστασία της βιοποικιλότητας και της γενετικής παραλλακτικότητας και περιλαμβάνεται ως αναφορά στις σημαντικότερες σχετικές διεθνείς συμφωνίες και κείμενα εργασίας. Ωστόσο, οι προσεγγίσεις που έχουν αναπτυχθεί έως σήμερα για τα φυτικά είδη, είναι δύσχρηστες για ευρεία πρακτική εφαρμογή. Προτείνεται όπως η διαρκής γενετική παρακολούθηση των φυτικών ειδών, ιδίως των πολυετών, εστιαστεί στα πρότυπα-κυρίαρχα είδη (model keystone dominant species) των οικοσυστημάτων που παρουσιάζουν βιολογική και οικονομική σημασία και ιδιαίτερα στις μονάδες διατήρησης γενετικών πόρων (gene conservation units) των ειδών αυτών όπως αυτές αναπτύσσονται σε ένα δυναμικό σύστημα προστασίας γενετικών πόρων. Για τη διαρκή γενετική παρακολούθηση προτείνονται τριών ειδών δείκτες που εδράζονται στην προσέγγιση της οικολογίας γονιδίων: δείκτες φυσικής επιλογής, γενετικής εκτροπής και ροής γονιδίων-συστήματος σύζευξης. Αυτοί αξιολογούνται βασιζόμενοι σε τρεις δημογραφικές παραμέτρους (κατανομή ατόμων κατά κλάση ηλικίας, ύψους και διαμέτρου, αναπαραγωγική αρμοστικότητα, φυσική αναγέννηση) και σε δύο γενετικές παραμέτρους (δραστικό μέγεθος πληθυσμού, αναλογία σταυρογονιμοποίσης). Προτείνονται τα ελάχιστα μεγέθη δείγματος που είναι αναγκαία για αξιόπιστη αξιολόγηση και τα κρίσιμα επίπεδα διαφορών μεταξύ τιμών παραμέτρων στην κατά χρόνο αξιολόγηση για την εφαρμογή της μεθοδολογίας. Γίνεται επίσης εκτενής αναφορά στις σημαντικές ωφέλειες από την άμεση εφαρμογή της διαρκούς γενετικής παρακολούθησης, ιδιαίτερα στις περιπτώσεις όπου η περιβαλλοντική καταπόνηση και οι έντονες ανθρωπογενείς επιδράσεις θέτουν σε αμφιβολία την απρόσκοπτη εξέλιξη και προσαρμογή των ειδών και υπονομεύουν τη γενετική βελτίωση λόγω περιορισμού της γενετικής βάσης. 117

118 ΔΑΣΙΚΑ ΟΙΚΟΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΚΑΙ ΓΕΝΕΤΙΚΟΙ ΠΟΡΟΙ ΣΕ ΕΝΑ ΠΟΛΛΑΠΛΑ ΜΕΤΑΒΑΛΛΟΜΕΝΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ: ΚΙΝΔΥΝΟΙ- ΠΡΟΚΛΗΣΕΙΣ-ΠΡΟΟΠΤΙΚΕΣ Π. Γ. Αλιζώτη Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης, Σχολή Δασολογίας και Φυσικού Περιβάλλοντος, Εργαστήριο Δασικής Γενετικής και Βελτίωσης Δασοπονικών Ειδών, Θεσσαλονίκη Ηλ. Ταχυδρομείο: Τα δασικά οικοσυστήματα της Μεσογείου και συνεπώς της Ελλάδας αποτελούν σημαντικά κέντρα ποικιλότητας φυτικών ειδών, καθώς από τα είδη που απαντώνται τα μισά περίπου είναι ενδημικά, πέραν δε των οικονομικών ωφελειών που προσφέρουν στις τοπικές κοινωνίες, παίζουν καθοριστικό ρόλο στη διατήρηση και τον εμπλουτισμό των υδατικών και εδαφικών πόρων, λειτουργούν ως αποθήκες CO 2, ενώ παράλληλα αποτελούν σημαντικούς ρυθμιστές του τοπικού κλίματος. Οι πληθυσμοί των δασικών ειδών χαρακτηρίζονται από μοναδική και υψηλή γενετική ποικιλότητα, τόσο σε μοριακό γενετικό επίπεδο, όσο και σε επίπεδο γνωρισμάτων προσαρμογής, ενώ σπάνια είδη και οριακοί πληθυσμοί ειδών παρουσιάζουν ιδιαίτερο ενδιαφέρον λόγω των γονιδίων ανθεκτικότητας σε περιβαλλοντικές καταπονήσεις που δυνητικά φέρουν. Εντούτοις, τα δασικά οικοσυστήματα και συνεπώς τα δασικά είδη καλούνται να αντιμετωπίσουν προκλήσεις και μεταβολές, όπως η κλιματική αλλαγή, που προβλέπεται να είναι ταχύτερες του ρυθμού προσαρμογής τους, είτε μέσω δράσης της φυσικής επιλογής, είτε μέσω μετανάστευσης. Ο σημαντικότερος περιοριστικός παράγοντας προβλέπεται να είναι η μείωση υδατικών πόρων και κατακριμνησμάτων, ακολουθούμενος από την αύξηση της θερμοκρασίας και την αύξηση της συχνότητας ακραίων φαινομένων. Οι παραπάνω συνθήκες προοιωνίζουν την αύξηση συχνότητας δασικών πυρκαγιών και την πιθανή αύξηση των προσβολών από έντομα και μήκυτες. Ήδη παρατηρείται συρρίκνωση των δασικών οικοσυστημάτων είτε λόγω πυρκαγιών είτε λόγω αδυναμίας προσαρμογής και ξήρανσης των δέντρων. Επιπλέον, η ανθρωπογενής επίδραση στα δασικά οικοσυστήματα και συνεπώς τους δασικούς γενετικούς πόρους βαίνει αυξανόμενη στη σύγχρονη εποχή. Στην παρούσα εργασία αναπτύσσεται η στρατηγική διαχείρισης και προστασίας των δασικών γενετικών πόρων σε ένα πολλαπλά μεταβαλλόμενο περιβάλλον. 118

119 ΣΥΣΧΕΤΙΣΗ ΤΗΣ ΧΩΡΙΚΗΣ ΔΙΑΤΑΞΗΣ ΤΩΝ ΔΕΝΤΡΩΝ ΣΕ ΕΝΑ ΔΑΣΟΣ ΜΕ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΥΣ ΤΟΥ ΑΝΑΠΑΡΑΓΩΓΙΚΟΥ ΤΟΥΣ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ Δ. Κασιμιάδης, Α. Χ. Παπαγεωργίου και Σ. Γαλατσίδας ΔΠΘ / Τμήμα Δασολογίας & Διαχείρισης Περιβάλλοντος & Φυσικών Πόρων Πανταζίδου 193, Ορεστιάδα Η προστασία της γενετικής ποικιλότητας σε διαχειριζόμενα φυσικά ή ημι-φυσικά δάση, αν και παραμελημένη, έχει ιδιαίτερη σημασία και εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τον τρόπο με τον οποίο κυκλοφορεί η γύρη και κατά συνέπεια από την ικανότητα των ατόμων να διασταυρώνονται μεταξύ τους. Στην εργασία αυτή παρουσιάζουμε μία μεθοδολογία με την οποία συνδέουμε τη χωρική διάταξη ενός διαχειριζόμενου δάσους με την ικανότητα των φυτών του δάσους αυτού να μεταφέρουν τη γενετική τους ποικιλότητα από τη μία γενιά στην άλλη. Κλειδί για τη μαθηματική αυτή προσέγγιση αποτελεί η ικανότητα κυκλοφορίας της γύρης και η αποτελεσματικότητα της αναπαραγωγής. Με βάση τα αποτελέσματα προηγούμενων ερευνών μπορεί να προσδιοριστεί η απόσταση που μπορεί να διανύσει η γύρη για τα περισσότερα δασικά είδη. Από τις καμπύλες εξάπλωσης της γύρης για κάθε δέντρο με αρσενικά άνθη μπορούμε να καταλήξουμε στην κατανομή της συμμετοχής των αρσενικών γονέων για κάθε δέντρο που έχει θηλυκά άνθη. Από την κατανομή αυτή μπορούμε να εξάγουμε συμπεράσματα σχετικά με τη γενετική ποικιλότητα των απογόνων των δέντρων που δέχονται τη γύρη, αφού ανάμεσα στην ποικιλότητα των απογόνων και στον λειτουργικό αριθμό των αρσενικών γονέων υπάρχει συγκεκριμένη αναλογία. Στη συνέχεια μπορούμε να περιγράψουμε το μέσο λειτουργικό αριθμό των αρσενικών γονέων ενός δάσους με χωρικές παραμέτρους και να αναζητήσουμε συσχετισμούς μεταξύ των μεγεθών αυτών. Με τη μέθοδο αυτή μπορούμε να αξιολογήσουμε την υφιστάμενη κατάσταση ενός δασικού συμπλέγματος ως προς τη γενετική του ποικιλότητα και ταυτόχρονα να προβλέψουμε τις μεταβολές που θα υποστεί η γενετική ποικιλότητα των δασικών φυτών από τις διάφορες διαχειριστικές πρακτικές που μπορούν να εφαρμοστούν. 119

120 ΜΕΛΕΤΗ ΦΥΤΡΩΤΙΚΟΤΗΤΑΣ ΣΠΟΡΩΝ ΠΕΝΤΕ ΦΑΙΝΟΤΥΠΩΝ ΤΟΥ ΔΑΣΙΚΟΥ ΕΙΔΟΥΣ Sorbus torminalis (L.) Crantz ΠΡΟΕΛΕΥΣΗΣ ΚΕΡΔΥΛΛΙΟΥ ΟΡΟΥΣ Κων/νος Σπανός 1, 3, Διονύσιος Γαϊτάνης 1, 2 Παυλίνα Κασάπη 1 ΕΘ.Ι.ΑΓ.Ε. - Ινστιτούτο Δασικών Ερευνών, Θεσσαλονίκη Τηλ.: (2, 3), Fax: , kspanos@fri.gr 2 Ε.Α.Σ. ΧΑΛΚΙΔΙΚΗΣ -Ένωση Αγροτικών Συνεταιρισμών, Χαλκιδική 3 Συγγραφέας για αλληλογραφία Περίληψη Πέντε φαινότυποι (S1, S2, S3, S4, S5) του είδους Sorbus torminalis (L.) Crantz, ευγενές πλατύφυλλο με διάσπαρτη εξάπλωση, επιλέχθηκαν για μελέτη της φυτρωτικής ικανότητας των σπόρων τους. Οι σπόροι συλλέχθηκαν τον Οκτώβριο του 2008 από διάσπαρτα δέντρα του είδους σε αραιό δάσος οξιάς στην περιοχή Γιαννίτση στο Κερδύλιο 'Όρος (Β. Ελλάδα). Οι σπόροι μετά τον καθαρισμό τους από το σαρκώδες τμήμα του καρπού, αποθηκεύθηκαν για 5 εβδομάδες σε ψυκτικό θάλαμο (2-4 C) και στη συνέχεια στρωματώθηκαν (2-4 C) για 15 εβδομάδες σε πλαστικά τελάρα που περιείχαν μίγμα τύρφης εμπλουτισμένο με περλίτη και λίπασμα. Η καταγραφή της φύτρωσης έγινε κατά τους μήνες Μάρτιο, Απρίλιο και Μάιο του 2009 σε πέντε καταγραφές που απείχαν μεταξύ τους κατά 10 ημέρες. Η διαδικασία της καταγραφής διήρκησε συνολικά πενήντα (50) ημέρες. Η ανάλυση των αποτελεσμάτων έδειξε στατιστικά σημαντικές διαφορές μεταξύ των πέντε (5) διαφορετικών δέντρων σε σχέση με τη φυτρωτική ικανότητα. Η φυτρωτικότητα των σπόρων βρέθηκε να είναι σχετικά υψηλή (50,53% έως 78,80 %) στην 3η καταγραφή και παρέμεινε αμετάβλητη έως την 5η και τελική καταγραφή. Το μεγαλύτερο ποσοστό φύτρωσης σπόρων βρέθηκε για το δέντρο S5 (78,80%) ενώ το μικρότερο για το δέντρο S2 (50,53%). Η φυτρωτικότητα των σπόρων των υπόλοιπων τριών δέντρων παρουσίασε ενδιάμεσες τιμές. Η παρούσα εργασία έχει σαν σκοπό τη δημιουργία ενός πρωτόκολλου φύτρωσης σπόρων για τον πληθυσμό του είδους Sorbus torminalis που φύεται στο Κερδύλλιον Ορος. Εισαγωγή Το γένος Sorbus ανήκει στην οικογένεια Rosaceae και περιλαμβάνει πάνω από 250 είδη φυλλοβόλων δέντρων και θάμνων που φύονται στο Βόρειο ημισφαίριο της γης (Aldasoro and Aedo, 1998). Τα άνθη των ειδών Sorbus είναι συνήθως λευκοί μεγάλοι κόρυμβοι, που εμφανίζονται από τον Απρίλιο μέχρι τον Ιούλιο, ανάλογα με το είδος και τις οικολογικές συνθήκες της περιοχής. Το Sorbus torminalis L.(Crantz) (Εικ. 2α), είναι είδος σπάνιο που απαντάται σε διεσπαρμένους αραιούς πληθυσμούς και χαρακτηρίζεται τόσο από δυνατότητα αγενούς πολλαπλασιασμού μέσω ριζοβλαστημάτων, όσο και από γαμετοφυτικό αυτοασυμβίβαστο (Rasmussen and Kollmann, 2004; Hoebee και συν., 2006; Rasmussen and Kollmann, 2008). Εξαπλώνεται στη δυτική, μέση και νότια Ευρώπη (Roper, 1993), ενώ στην Ελλάδα φύεται στις περισσότερες ορεινές περιοχές της χώρας (συνήθως Βόρεια, Δυτική και Κεντρική Ελλάδα) (Εικ. 1). 120

121 Εικόνα 1. Γεωγραφική εξάπλωση του είδους Sorbus torminalis (EUFORGENwww.euforgen.org). α. β. Εικόνα 2. (α). Νεαρό δέντρο Sorbus torminalis και (β) λεπτομέρεια των καρπών του. Ο καρπός είναι ραγοειδής, εδώδιμος, ελλειψοειδής - σφαιρικός ή και αντίστροφα ωοειδής (Εικ. 2β). Στην αρχή είναι κοκκινο-κίτρινος αργότερα καστανός. Tα σπέρματα συνήθως τέσσερα. Η ανθοφορία και η παραγωγή σπόρων μπορεί να αρχίσει σε δέντρα με στηθιαία διάμετρο (DBH) μικρότερη των δέκα εκατοστών και κάτω από άριστες συνθήκες ανάπτυξης. Το Sorbus torminalis είναι συνήθως μικρό έως μέτριο δέντρο, ύψους μ. ή και 20 μ. Αναφέρεται (Espahbodi και συν., 2007) ότι σε ευνοϊκά περιβάλλοντα (π.χ. Β. Ιράν) μπορεί να φθάσει τα 32 μ. ύψος και 100 εκ. στηθιαία διάμετρο (DBH). Έχει κόμη πυκνή και μορφή σφαιρική/ωοειδή. Προτιμά τα νωπά, ασβεστούχα, πλούσια εδάφη, αλλά μπορεί να προσαρμόζεται και σε μετρίως βαθιά ή και αβαθή εδάφη (Αθανασιάδης, 1986, Roper, 1993, Rodwell, 2000). Αρέσκεται σε βαθιά αργιλώδη υγρά εδάφη, αν και δεν αντέχει σε μακράς διάρκειας ή και συνεχώς κατακλιζόμενες θέσεις. Είναι είδος φιλόφωτο και συνήθως απαντάται σε ηλιόλουστες θέσεις. Για την καλή του ανάπτυξη χρειάζεται πολύ φως, αλλά σε ξηροθερμικά περιβάλλοντα (π.χ. μεσογειακές χώρες) μπορεί να δεχθεί και μερική σκίαση (συνήθως σε μείξη με άλλα πλατύφυλλα - π.χ. δρυς, οξυά). Σε καλές συνθήκες μικροπεριβάλλοντος μπορεί να φθάσει και τα 25 μ. ύψος. Επειδή το Sorbus torminalis ευρέως θεωρείται δείκτης αρχαίων/παλαιών δασών, το είδος έχει μεγάλη αξία από άποψη προστασίας και διατήρησης του φυσικού περιβάλλοντος (Roper, 1993; Cheffings and 121

122 Farrell, 2005). Οι σαρκώδεις καρποί του είδους διασκορπίζονται από τα πουλιά (π.χ. τσίχλες), και από τα θηλαστικά (π.χ. αλεπού, κουνάβι). Ο λήθαργος των σπόρων συνήθως διαρκεί όλη τη χειμερινή περίοδο. Εναλλαγή υψηλών και χαμηλών θερμοκρασιών μπορεί να αυξήσει τη φυτρωτικότητα σπόρων στο εργαστήριο. Η βλαστική αναπαραγωγή με ριζοβλαστήματα είναι ικανοποιητική, και μπορεί να αυξήσει την ανταγωνιστικότητα και την εξάπλωση του είδους (Hoebee και συν., 2006; Rasmussen and Kollmann, 2004; Rasmussen and Kollmann, 2008). Αυτός είναι και ο βασικός τρόπος για εποίκιση διαταραγμένων περιοχών και επιβίωση από τον ανταγωνισμό άλλων ειδών. Η παρούσα εργασία έχει σαν σκοπό τη διερεύνηση της επίδρασης εφαρμογής συγκεκριμένων μεταχειρίσεων στη φύτρωση σπόρων δέντρων Sorbus torminalis προέλευσης Κερδυλλίου Ορους. Υλικά και μέθοδοι Τον Οκτώβριο του έτους 2008 συλλέχθηκαν ώριμοι καρποί από 5 δέντρα - φαινότυπους (S 1, S 2, S 3, S 4, S 5 ) του είδους Sorbus torminalis στην περιοχή (Γιαννίτση) Κερδύλιον Όρος, περιοχή ευθύνης του Δασαρχείου Νιγρίτας (Συντεταγμένες: Γ.Π: 40 ο 47 09, Γ.Μ: 23 ο 38 11, υψόμετρο: 890μ.) με τα παρακάτω αυξητικά στοιχεία: η διάμετρος των δέντρων κυμαινόταν από 15 έως 22 εκ., το ύψος από 8 έως 12 μ. και η ηλικία από έτη (ώριμη ηλικία). Τα δέντρα επιλέχθηκαν τυχαία με μόνα κριτήρια τη ύπαρξη καρποφορίας, τη σχετική εθυτένια κορμού και τη μορφή κόμης (ωοειδής). Χειρισμός σπόρων: Έγινε εξαγωγή των σπόρων από τους καρπούς χειρονακτικά (11-12/11/08). Κάθε καρπός περιείχε από 1-4 σπόρους. Αρχικά οι καρποί παρέμειναν εμβαπτισμένοι σε νερό βρύσης για περίπου 24 ώρες και κατόπιν πολτοποιήθηκαν με τη βοήθεια συρμάτινου κόσκινου διαμέτρου 2-3 mm (εναλλαγή κοσκίνων διαμέτρου 2 και 3 mm). Η όλη διαδικασία λάμβανε χώρα μέσα σε νερό. Τέλος έγινε τοποθέτηση των σπόρων σε στυπόχαρτο για φυσική ξήρανση στο εργαστήριο, καθάρισμα των σπόρων χειρονακτικά και αποθήκευση σε γυάλινα βάζα στο ψυγείο (2-4 ο C). Στρωμάτωση σπόρων: Σχηματίστηκαν δεκαπέντε (15) σπορομερίδες/επαναλήψεις των 50 σπόρων ανά δέντρο/φαινότυπο. Για απολύμανση, οι σπόροι εμβαπτίστηκαν σε μίγμα οινοπνεύματος και νερού (1:1) για 20 της ώρας. Κατόπιν στραγγίστηκαν και τοποθετήθηκαν για ψυχρή στρωμάτωση ( έως ) σε τελάρα (διαστάσεις: 50 x 32 x 4,5 εκ.) των 150 θέσεων, που περιείχαν μίγμα εμπορίου (φυτόχωμα με μίγμα ξανθιάς και μαύρης τύρφης εμπλουτισμένο με περλίτη και μπλέ λίπασμα (Γερμανικό) των εταιρειών ΑΓΡΟΦΛΟΡΑ Α.Ε ΑΓΡΟΧΟΥΜ Α.Ε (PH: 5,5-6,5, Περλίτης: 10-20%, Άργιλος: 20 Kg/m 3, Ανθρακικό ασβέστιο: 4-6 Kg/m 3, υγρασία: 60-70%). Στη συνέχεια τα πλαστικά τελάρα τοποθετήθηκαν σε ψυκτικό θάλαμο (2-4 ο C) του Ινστιτούτου Δασικών Ερευνών Θεσσαλονίκης (Ι.Δ.Ε.) για ψυχρή στρωμάτωση, για διάστημα 3,5 μηνών. Μετά την παρέλευση του παραπάνω χρονικού διαστήματος τα τελάρα τοποθετήθηκαν σε θερμοκήπιο του ΙΔΕ. Οι συνθήκες του θερμοκηπίου κατά τη διάρκεια του πειράματος είχαν ως εξής: μέση θερμοκρασία 18 5 C, σχετ. υγρασία αέρα 75 5%. Τα τελάρια ποτίζονταν κάθε 2 η ημέρα με ποτιστήρι χειρός και με ποσότητα 1,5 l/m 2. Για την καταγραφή της φυτρωτικότητας των σπόρων έγιναν πέντε καταγραφές σε διαστήματα των δέκα ημερών. Στατιστική ανάλυση Η ανάλυση των δεδομένων περιελάμβανε τον υπολογισμό της περιγραφικής σταστιστικής (descriptive statistics) για την υπό μελέτη παράμετρο (φυτρωτικότητα σπόρων). Μετατροπή των δεδομένων (ποσοστών) δεν χρειάστηκε να γίνει, καθώς διαπιστώθηκε ότι πληρούσαν τις προϋποθέσεις της κανονικότητας και της ομοιογένειας των παραλλακτικοτήτων σύμφωνα με τον έλεγχο του Bartlett (Bartlett's Test). Η σημαντικότητα της επίδρασης του μητρικού δέντρου στη φυτρωτικότητα των σπόρων ελέγχθηκε μέσω της ανάλυσης παραλλακτικότητας (ANOVA) ενώ η σύγκριση της μέσης φυτρωτικότητας σπόρων των 122

123 δέντρων έγινε με τη δοκιμή Duncan (Duncan multiple range test). Το γραμμικό μοντέλο που ακολουθήθηκε για την ανάλυση της παραλλακτικότητας έχει ως εξής: Υ ij = μ i + ε ij όπου τα μ i είναι η καθορισμένη άγνωστη παράμετρος (φυτρωτικότητα σπόρων) προς εκτίμηση και τα ε ij είναι τα σταθερά σφάλματα που οφείλονται σε μη ελεγχόμενες πηγές παραλλακτικότητας και υποτίθεται ότι είναι ανεξάρτητα και κανονικά κατανεμημένα περί το μέσο όρο 0 και με κοινή άγνωστη διακύμανση σ 2 [Ν(0,σ 2 )], i=1,2,3,4,5 αριθμός φαινοτύπων και j=1,2,3,.15 (αριθμός δείγματος/σπορομερίδας). Αποτελέσματα Τα αποτελέσματα της φυτρωτικότητας (%) των πέντε φαινοτύπων ξεχωριστά για κάθε καταγραφή παρουσιάζονται αναλυτικά στον Πίνακα 1.. Ι) Εξέλιξη της φυτρωτικότητας σπόρων των πέντε φαινοτύπων του Sorbus torminalis προέλευσης Κερδυλλίου Ορους. - σύγκριση των μέσων όρων (Duncan multi-range test) Πίνακας 1. Φυτρωτικότητα σπόρων των πέντε φαινοτύπων του είδους Sorbus torminalis ξεχωριστά για κάθε καταγραφή. Δέντρο/ φαινότυπος 2 η καταγραφή 3 η καταγραφή 4 η καταγραφή 1 η καταγραφή (27/03/2009) 5 η καταγραφή (6/05/2009) (6/04/2009) (16/04/2009) (26/04/2009) Φυτρωτικότητα (%) μ.ο. 1 ± τ.α. 2 S 1 56,53±5,88 ab 63,33±4,15 b 63,87±4,06 b 63,87±4,06 b 63,87±4,06 b S 2 46,27±5,09 a3 50,00±4,63 a 50,53±4,40 a 50,53±4,40 a 50,53±4,40 a S 3 72,93±1,99 c 76,93±1,48 c 77,20±1,44 c 77,20±1,44 c 77,20±1,44 c S 4 68,13±3,61 bc 73,33±3,01 bc 73,47±2,95 bc 73,47±2,95 bc 73,47±2,95 bc S 5 71,07±7,80 bc 76,93±7,68 c 78,80±6,99 c 78,80±6,80 c 78,80±6,80 c 1 Μέσος όρος 15 επαναλήψεων με 50 σπόρους/επανάληψη. 2 Σταθερό σφάλμα (τ.α.). 3 οι μέσοι όροι με τον ίδιο εκθέτη/γράμμα δεν διαφέρουν στατιστικά σημαντικά (P>0.05, Duncan test) Σχετικά υψηλά ποσοστά φυτρωτικότητας βρέθηκαν για όλους τους φαινότυπους. Όπως φαίνεται από τον Πϊνακα 1 και επαληθεύεται από τον Πίνακς 2, βρέθηκαν σημαντικές διαφορές (p<0.01) στα ποσοστά φυτρωτικότητας σπόρων μεταξύ των 5 δέντρων (φαινοτύπων) σε όλες τις καταγραφές. Για παράδειγμα το δέντρο S 2 παρουσίασε την χαμηλότερη φυτρωτικότητα σε όλες τις καταγραφές ενώ τα δέντρα S 3,, S 4, και S 5 έδωσαν τα υψηλότερα ποσοστά και ειδικά το S 5 (78,80%). Το σημαντικό επίσης είναι ότι μετά την 3 η καταγραφή δεν βρέθηκε καθόλου μεταβολή της φυτρωτικότητας για όλα τα δέντρα (Πιν. 1). ΙΙ) Ανάλυση διακύμανσης (ANOVA) φυτρωτικής ικανότητας σπόρων των πέντε φαινοτύπων H ανάλυση της παραλακτικότητας παρουσιάζεται στον Πίνακα

124 Πίνακας 2. Ανάλυση παραλλακτικότητας (ANOVA) της φυτρωτικότητα σπόρων των πέντε φαινοτύπων στην 1η και 3 η καταγραφή. Πηγή παραλλακτικότητας Βαθμοί ελευθερίας Μέσα τετράγωνα F -Τεστ Ρ=0.05 Μέσα τετράγωνα F -Τεστ Ρ=0.05 1η καταγραφή 3 η καταγραφή Μεταξύ των ομάδων Μέσα στις ομάδες Σύνολο ,680 4,623 (0,002) , , ,787 7,401 (0,001) Η Ανάλυση παραλλακτικότητας (Πίν. 2) έδειξε σημαντικές διαφορές (p<0,01) μεταξύ των 5 φαινοτύπων σε σχέση με τη φυτρωτικότητα σπόρων. Από τον Πίνακα 2 φαίνεται επίσης ότι σημαντικό ποσοστό παραλλακτικότητας (βλ. μέσα τετράγωνα) βρέθηκε μεταξύ των πέντε δέντρων γεγονός που ερμηνεύει ότι το γνώρισμα αυτό (φυτρωτικότητα σπόρων) ελέγχεται εν μέρει και από γενετικούς παράγοντες. Συζήτηση Η φυτρωτικότητα των σπόρων των φαινοτύπων του είδους που προέρχονται από το Κερδύλλιον Ορος βρέθηκε σχετικά υψηλή και στη πρώτη καταγραφή, με ποσοστά που κυμαίνονταν από 46,27% έως %, και στη τρίτη έως και την πέμπτη καταγραφή, μεταξύ των οποίων δεν προέκυψε καμία μεταβολή, με ποσοστά 50,53% έως 78,80% (Πίνακας 1). Η μεθοδολογία που εφαρμόστηκε γενικά βοήθησε στη διακοπή του λήθαργου των σπόρων και έδωσε ικανοποιητικά αποτελέσματα. Από τον Πίνακα 1 συμπεραίνουμε ότι η φυτρωτικότητα των σπόρων μετά την δεύτερη καταγραφή δεν παρουσίασε σημαντική αύξηση μέχρι την 5η καταγραφή. Επομένως η καταγραφή της φυτρωτικότητας δύο εβδομάδες μετά την ολοκλήρωση της ψυχρής στρωμάτωσης (με την παρούσα μεθοδολογία) θα μπορούσε πιθανόν να θεωρηθεί επαρκής και αποδεκτή για το υλικό που προέρχεται από το Κερδύλλιον Ορος. Σε σχετική έρευνα (Var και συν. 2010) που αφορούσε την επίδραση της ψυχρής στρωμάτωσης στη φυτρωτικότητα σπόρων του Sorbus torminalis, ψυχρή στρωμάτωση για τέσσερες μήνες έδωσε τα καλύτερα αποτελέσματα φυτρωτικότητας, ενώ βρέθηκαν και σημαντικές διαφορές μεταξύ διαφορετικών προελεύσεων ως προς το παραπάνω γνώρισμα. Στη παρούσα έρευνα, και για το συγκεκριμένης προέλευσης υλικό, η ψυχρή στρωμάτωση των 3,5 μηνών ήταν άκρως επιτυχής. Η ανάλυση παραλλακτικότητας έδειξε σημαντικές διαφορές (P< Πίν. 2) μεταξύ των πέντε φαινοτύπων του είδους. Σημαντικό είναι επίσης ότι σημαντικό ποσοστό παραλλακτικότητας βρέθηκε μεταξύ των πέντε δέντρων γεγονός που ερμηνεύει ότι το γνώρισμα αυτό (φυτρωτικότητα σπόρων) ελέγχεται εν μέρει από γενετικούς παράγοντες και ενδεχομένως εξαρτάται από τη βιολογία αναπαραγωγής του είδους (π.χ. ποσότητα και μεταφορά γύρης, εποικονιαστές, συνγχρονισμός ανθοφορίας μεταξύ διαφορετικών ατόμων) (Verdu et al., 2007; Spanos και συν., 2010), τη φυσιολογία και την ηλικία των δέντρων.(espahbodi και συν., 2007, Orsanic και συν., 2009; Var και συν. 2010). Διαφορές στη φυτρωτικότητα σπόρων έχουν βρεθεί (Orsanic και συν., 2009; Var και συν. 2010) επίσης και μεταξύ διαφορετικών προελεύσεων. Ωστόσο, στις περιπτώσεις αυτές αποδείχθηκε ότι ο σημαντικότερος παράγοντας διαφοροποίησης ήταν το υψόμετρο που φύονταν τα δέντρα από τα οποία συλλέχθηκαν οι σπόροι. Σύμφωνα με τους Espahbodi και συν., 2007, μεγάλες διαφορές ηλικίας των μητρικών δέντρων μπορεί να επηρεάζουν τη συνολική φυτρωτικότητα και την καθυστέρηση της φύτρωσης, ωστόσο στην παρούσα έρευνα η διαφορές ηλικίας μεταξύ των δέντρων ήταν μικρές (<10 έτη). Επιπρόσθετα, όπως αναφέρουν οι Espahbodi και συν., 2007 σπόροι από 124

125 μέσης ηλικίας δέντρα (π.χ. 30 έτη) χρειάζονται μικρότερη περίοδο στρωμάτωσης με αποτέλεσμα την αύξηση της συνολικής φυτρωτικότητας, γεγονός που ενισχύεται από τα αποτελέσματα της παρούσας μελέτης. Από την σύγκριση της μέσης φυτρωτικότητας σπόρων για τους πέντε συγκεκριμένους φαινοτύπους (Duncan test, p=0.05) βρέθηκε ότι τα δέντρα/φαινότυποι S 3 και S 5 έδωσαν τη μεγαλύτερη φυτρωτικότητα σπόρων (72,93% και 71,07%, αντίστοιχα) ενώ το δέντρο S 2 έδωσε την μικρότερη φυτρωτικότητα (46,27%) στην πρώτη καταγραφή. Η τάση αυτή συνεχίστηκε μέχρι την 3η καταγραφή (καθώς τα αποτελέσματα παρέμειναν αναλλοίωτα μέχρι την 5η καταγραφή), όπου τα ίδια δέντρα S 3 και S 5 έδωσαν τη μεγαλύτερη φυτρωτικότητα σπόρων (77,20% και 78,80%, αντίστοιχα) ενώ το δέντρο S 2 έδωσε τη μικρότερη φυτρωτικότητα (50,53%). Οπως προέκυψε από ανάλογες έρευνες για τα είδη φράξο (Fraxinus ornus, F. angustifolia) (Fraxigen, 2005) και αγριοκερασιά (Prunus avium) (Spanos και συν., 2010) η φυτρωτική ικανότητα των σπόρων διαφέρει μεταξύ διαφορετικών γενοτύπων μέσα στο είδος και το γνώρισμα αυτό σε σημαντικό βαθμό βρίσκεται υπό γενετικό έλεγχο (h 2 = 0,5-0,7) (Spanos και συν., 2010). Επίσης οι Orsanic και συν., 2009 και Var και συν αναφέρουν σημαντικές διαφορές στη φυτρωτικότητα των σπόρων μεταξύ διαφορετικών προελεύσεων Sorbus torminalis. Στην παρούσα περίπτωση μελετήθηκε μόνο μια προέλευση. Συνιστάται η παρούσα μεθοδολογία να εφαρμοσθεί και σε άλλες προελεύσεις για περαιτέρω ενίσχυση και επιβεβαίωση των αποτελεσμάτων καθώς και για περαιτέρω μελέτη άλλων παραμέτρων (συστάδας και περιβάλλοντος) που επηρεάζουν την φυτρωτικότηατα σπόρων. Βιβλιογραφία Αθανασιάδης, N Δασική Βοτανική. Εκδόσεις Γιαχούδη-Γιαπούλη, Θεσσαλονίκη, 309 σελ.. Aldasoro, J. J, C. Aedo, C. Navarro, and F.M. Garmendia The genus Sorbus (Maloideae, Rosaceae) in Europe and in North Africa: Morphological analysis and systematics. Systematic Botany 23 (2): Cheffings, C. M. and L. Farrell (Eds). The Vascular Plant Red Data List for Great Britain. Joint Nature Conservation Commitee, Peterborough (INCC), 120 pp. Espahbodi, K., S.M. Hosseini, H. Mirzaie-Nodoushan, M. Tabari, M. Akbarinia, and Y. Dehghan-Shooraki Tree age effects on seed germination in Sorbus torminalis. Gen. Appl. Plant Physiology 33: FRAXIGEN Ash species in Europe: biological characteristics and practical guidelines for sustainable use. Oxford Forestry Institute, University of Oxford, UK, 128 pp. Hoebee, S.E., C. Menn, P. Rotach, R. Finkeldey, and R. Holderegger Spatial genetic structure of Sorbus torminalis: The extent of clonal reproduction in natural stands of a rare tree species with a scattered distribution. Forest Ecology and Management 226 (1-3): 1-8. Orsanic, M., D. Drvodelic, T. Jemric, I. Anic, and S. Micak Variability of morphological and biological characteristics of Wild Service Tree (Sorbus torminalis (L.) Crantz) fruits and seeds from different altitudes. Periodicum Biologorum 111 (4): Rasmussen, K.K, and J. Kollmann Low genetic diversity in small peripheral populations of a rare European tree (Sorbus torminalis) dominated by clonal reproduction. Conservation Genetics 9 (6): Rasmussen, K.K, and J. Kollmann Poor sexual reproduction on the distribution limit of the tree Sorbus torminalis. Acta Oecologica 25: Rodwell, J.S. (ed.) British Plant Communities. Vol 5. Maritime communities and vegetation of open habitats. Cambridge: Cambridge University Press. 125

126 Roper, P The distribution of the Wild Service Tree, Sorbus torminalis (L.) Crantz, in the British Isles. Watsonia 19: Spanos, K.A., F. Aravanopoulos, and D. Gaitanis Genetic variability in seed characteristics and germination ability of selected wild cherry (Prunus avium L.) trees. NAGREF - Forest research Institute, short article, 12 p. Var, M., B. Becki, and D. Dincer Effect of stratification treatments on germination of Sorbus torminalis L. Crantz (wild service tree) seeds with different origins. African Journal of Biotechnology 9(34): Verdu, M., K. Spanos, I. Canova, B. Slobodnik, and L. Paule Similar Gender Dimorphism in the Costs of Reproduction across the Geographic Range of Fraxinus ornus. Annals of Botany 99: SEED GERMINATION STUDY OF FIVE PHENOTYPES OF THE FOEREST SPECIES Sorbus torminalis (L.) Crantz ORIGINATING FROM MOUNTAIN KERDYLLIO Κ. Spanos 1,, D. Gaitanis 1,and P. Kassapi 2 1 NAGREF-Institute of Forest Research, Thessaloniki, Hellas kspanos@fri.gr 2 Union of Farmers Cooperations of Halkidiki, halkidiki, Hellas Abstract Five phenotypes (S1, S2, S3, S4, S5) of the tree species Sorbus torminalis (L.) Crantz, a noble hardwood with scattered distribution, were selected for study of seed germination capacity. Seeds were selected in October, 2008 from scattered trees of the species in an open beech forest in the area Giannitsi of Kerdylion Mt. (N. Hellas). After cleaning from the fleshy part of fruits, seeds were stored for 5 weeks in a store room (2-4 C) and then stratified (2-4 C) for 15 weeks in plastic trays with a compost medium enriched with perlite and fertilizer. Germination recording was done in March, April and May, 2009 in a series of five recordings (every 10 days). The recording process lasted 50 days. Results analysis showed statistically significant differences among the five (5) different trees in relation to seed germination ability. Seed germination was found relatively high (50.53% to %) in the 3 rd recording and remain unchanged till the fifth and final recording. The maximum germination percentage was found for the tree S5 (78.80%) whereas the minimum percentage was for the tree S5 (50.53%). Germination ability of the other trees showed intermediate values. The scope of the present work is to develop a protocol for seed germination of the species Sorbus torminalis grown on Kerdillion Mountain. 126

127 ΜΟΡΦΟΛΟΓΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΚΑΙ ΠΕΡΙΕΚΤΙΚΟΤΗΤΑ ΣΕ ΓΛΥΚΑΝΤΙΚΕΣ ΟΥΣΙΕΣ ΣΕ ΓΕΝΟΤΥΠΟΥΣ ΣΤΕΒΙΑΣ Θεανώ Λαζαρίδου 1, Αίγλη Γεωργιάδου 2 και Πέτρος Λόλας Τ.Ε.Ι. Δυτ. Μακεδονίας, Παράρτημα Φλώρινας, Τμήμα Φυτικής Παραγωγής. Τμήμα Γεωπονίας Φυτικής Παραγωγής και Αγροτικού Περιβάλλοντος, Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας Περίληψη Η στέβια (Stevia rebaudiana) είναι σταυρογονιμοποιούμενο φυτό και παρουσιάζει μεγάλη παραλλακτικότητα όσον αφορά τα μορφολογικά της χαρακτηριστικά και την περιεκτικότητα σε γλυκαντικές ουσίες. Επομένως απαιτείται λεπτομερής έρευνα και περιγραφή των διαφόρων γενοτύπων (βιοτύπων) στέβιας και ενδεχόμενη συσχέτιση της μορφολογίας των φυτών με την περιεκτικότητα σε γλυκαντικές ουσίες. Σε προηγούμενη έρευνα σε πληθυσμό στέβιας έγινε εντοπισμός 8 διαφορετικών γενοτύπων με βάση διάφορα αγρομορφολογικά χαρακτηριστικά. Στην εργασία αυτή σ ένα τυχαίο αλλά αντιπροσωπευτικό δείγμα 120 φυτών λήφθηκαν παρατηρήσεις για: το σχήμα το χρώμα, το μέγεθος, τη μορφή της περιφέρειας, και τη σχέση μήκους πλάτους του φύλλου, την ύπαρξη τριχών στο στέλεχος, τη μορφή της ταξιανθίας, το χρώμα του άνθους, το ύψος του φυτού, το μήκος των μεσογονατίων, τον αριθμό αδελφιών και πλάγιων βλαστών, τον χρόνο άνθισης και σποροποίησης. Επίσης μετρήθηκε η περιεκτικότητα κάθε βιοτύπου σε Στεβιοσίδη και Ρεμπαουδιοσίδη. Με βάση τα μορφολογικά χαρακτηριστικά, τα φυτά αυτά κατατάχθηκαν σε 8 βιοτύπους. Βρέθηκαν βιότυποι με μεγαλύτερη περιεκτικότητα σε γλυκαντικές ουσίες σε σχέση με κάποιους άλλους. Συγκεκριμένα οι βιότυποι 6 και 7 παρουσίασαν την υψηλότερη περιεκτικότητα σε γλυκαντικές ουσίες στο σύνολό τους (Στεβιοσίδη και Ρεμπαουδιοσίδη). Τέλος έγινε προσπάθεια συσχετισμού της μορφολογίας των φυτών με την περιεκτικότητα σε γλυκαντικές ουσίες. Εισαγωγή Η στέβια (Stevia rebaudiana), ένα εντελώς νέο είδος φυτού για την Ελλάδα, φαίνεται ότι μπορεί να αποτελέσει μία νέα οικονομική καλλιέργεια στην Ελλάδα και την Ε.Ε. κάτω από ορισμένες προϋποθέσεις. Η στέβια ανήκει στην οικογένεια Asteraceae και είναι ένα πολυετές πολύκλαδο θαμνοειδές φυτό, ιθαγενές είδος της Παραγουάης, αυτοφυές στα βορειοανατολικά υψίπεδα κοντά στα σύνορα με την Βραζιλία. (Λόλας, 2009). Ιδιαίτερης σημασίας στην περίπτωση της στέβιας είναι ο εντοπισμός και επιλογή γενοτύπων με υψηλή περιεκτικότητα σε γλυκαντικές ουσίες και ειδικότερα Στεβιοσίδη και Ρεμπαουδιοσίδη, φυσικές γλυκαντικές ουσίες με μηδέν θερμίδες και έως 300 φορές πιο γλυκές σε σύγκριση με τη κοινή ζάχαρη. Η στέβια είναι ένα σταυρογονιμοποιούμενο φυτό και ως εκ τούτου παρουσιάζει μεγάλη παραλλακτικότητα όσον αφορά τα μορφολογικά χαρακτηριστικά αλλά προφανώς και την περιεκτικότητα σε γλυκαντικές ουσίες. Επομένως απαιτείται λεπτομερής έρευνα και περιγραφή των διαφόρων γενοτύπων (βιοτύπων) του πληθυσμού στέβιας και συσχέτιση της μορφολογίας των φυτών με την περιεκτικότητα σε γλυκαντικές ουσίες. Σε προηγούμενη έρευνα (Λαζαρίδου κ.ά. 2009) σε ένα πληθυσμό στέβιας έγινε μία πρώτη μορφολογική περιγραφή του φυτού και εντοπισμός 8 διαφορετικών γενοτύπων με βάση 10 αγρομορφολογικά χαρακτηριστικά και επί πλέον έγινε μέτρηση των γενετικών αποστάσεων μεταξύ τους. Σκοπός της εργασίας αυτής ήταν: 1) η λεπτομερής περιγραφή των διαφορετικών γενοτύπων (βιοτύπων) σε ένα πληθυσμό στέβιας με βάση 15 αγρομορφολογικά χαρακτηριστικά και 2) ο συσχετισμός της μορφολογίας των φυτών με την περιεκτικότητα σε γλυκαντικές ουσίες. 127

128 Υλικά και μέθοδοι Το πείραμα εγκαταστάθηκε στο Bελεστίνο (Αγρόκτημα του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας) το Το φυτικό υλικό που χρησιμοποιήθηκε ήταν «ποικιλία» στέβιας δημιουργία του Πανεπιστημίου Hohenheim μετά από υπερδεκαετή επιλογή σε πληθυσμό στέβιας προερχόμενο από την Παραγουάη. Η σπορά έγινε σε σπορείο και η μεταφύτευση των σποροφύτων έγινε στον αγρό τον Μάιο ημέρες μετά τη σπορά, όταν τα φυτά είχαν ύψος εκ. με μπάλα υποστρώματος. Οι αποστάσεις φύτευσης ήταν 40 cm φυτό από φυτό και 60 cm μεταξύ των γραμμών. Σε ένα πληθυσμό 1000 περίπου φυτών στέβιας και συγκεκριμένα σ ένα τυχαίο αντιπροσωπευτικό δείγμα 120 φυτών λήφθηκαν παρατηρήσεις για: το σχήμα και το χρώμα του φύλλου, το μήκος και το πλάτος του φύλλου, τη μορφή της περιφέρειας του φύλλου, (μέγεθος και σχήμα οδόντων), τη σχέση μήκους πλάτους, την ύπαρξη παραφύλλων, την ύπαρξη τριχών στο στέλεχος, τη μορφή της ταξιανθίας, το χρώμα του άνθους, το ύψος του φυτού, τη μορφή του φυτού (ορθόκλαδο ή έρπον) τον αριθμό αδελφιών και πλάγιων βλαστών, τον χρόνο άνθισης και σποροποίησης και το μήκος των μεσογονατίων διαστημάτων. Στην περίπτωση των μη μετρήσιμων χαρακτηριστικών (οδόντες, παρουσία τριχών, έγινε βαθμολόγηση από 1 έως 9 (1 απουσία, 9 παρουσία και μεταξύ των δύο σχετική διαβάθμιση). Επίσης μετρήθηκε η περιεκτικότητα κάθε βιοτύπου σε Στεβιοσίδη και Ρεμπαουδιοσίδη. Με βάση τα μορφολογικά χαρακτηριστικά, τα φυτά αυτά κατατάχθηκαν σε βιοτύπους. Αποτελέσματα και συζήτηση Tα φύλλα της στέβιας είναι απλά, σχεδόν άμισχα αντίθετα, διαστάσεων 2-3 έως 5-8 εκ. σε μήκος και 1-2 έως 3-4 εκ. σε πλάτος, σχήμα ελλειπτικό, ωοειδές σπατουλοειδές, περιφέρεια λεία ή οδοντωτή, επιφάνεια καλυμμένη με πολύ κοντές λεπτές ασπριδερές τρίχες, όπως και ο βλαστός. Τα άνθη είναι 4-5 μαζί σε μια κεφαλή και σχηματίζουν κόρυμβο (σύμφωνα με τη βιβλιογραφία). Κάθε κεφαλή είναι μια κυλινδρική ανθοδόχη η οποία περιβάλλεται από 5 λογχοειδή φυλλάρια και φέρει 5 ανθίδια μικρά, λευκά, τέλεια σωληνοειδή με 5 πέταλα. (Ramesh κ.ά. 2006) Στην παρούσα εργασία βρέθηκε μεγάλη παραλλακτικότητα ως προς τα περισσότερα γνωρίσματα που μετρήθηκαν. Συγκεκριμένα βρέθηκε μεγάλη παραλλακτικότητα ως προς το σχήμα, το χρώμα, το μέγεθος του φύλλου (μήκος, πλάτος και σχέση μήκους -πλάτους), την ύπαρξη ή όχι οδόντων και το μέγεθος των οδόντων, (έγινε βαθμολόγηση με βάση την κλίμακα από 1 έως 9). Βρέθηκε παραλλακτικότητα ως προς την ύπαρξη τριχών στο βλαστό ή στο φύλλο, ως προς το ύψος του φυτού, όπως και ως προς τον αριθμό πλάγιων βλαστών. Επίσης βρέθηκε παραλλακτικότητα ως προς το μήκος των μεσογονατίων διαστημάτων και ως προς τον χρόνο άνθισης και σποροποίησης. Δεν βρέθηκε παραλλακτικότητα ως προς τη μορφή του φυτού (ορθόκλαδο ή έρπον) και ως προς τη μορφή και το χρώμα του άνθους του φυτού. Αυτές οι μετρήσεις επέτρεψαν τη διάκριση των φυτών του πληθυσμού σε 8 διαφορετικούς γενοτύπους (βιοτύπους). Tα 15 χαρακτηριστικά αυτών των 8 γενοτύπων δίνονται στον πίνακα 1: 128

129 Πίνακας 1. Μέσες τιμές 15 αγρομορφολογικών χαρακτηριστικών σε 8 γενοτύπους στέβιας. G1 G2 G3 G4 G5 G6 G7 G8 Σχημα Φύλλου Χρώμα φύλλου Μήκος φύλλου, cm Πλάτος φύλλου cm μήκος/ πλάτος Άκρο φύλλου Παρουσία οδόντων Σχήμα Οδόντων Μέγεθος οδόντων Σπατου Λοειδές Σκούρο πράσινο Ωοειδές Ανοικτό πράσινο Ροπαλοειδές Σπατουλοειδές Ανοικτό πράσινο Σκούρο πράσινο Σπατουλο -ειδές Σκούρο πράσινο ελλειπτι κό Πράσινο 39 31, , , , ,5 2,6 2,4 4 2,4 4,8 4,7 2,9 5,1 Στρογγυλό Μυτερό Μυτερό Μυτερό Στρογγυλό Μυτερό Μυτερό Στρογγυλό Στο 1/2 του στο <1/2 Στο<1/2 του στο 1/2 του στο 1/2 του στο <1/2 στο >1/2 Στο 1/3 φύλλου φύλλου φύλλου φύλλου φύλλου φύλλου του φύλλου του φύλλου Στρογγυλό Μυτερό Μυτερό Στρογγυλό Σρογγυλό Μυτερό Στρ/λό Στρογγυλό Μέτρια Μέτριο Ροπαλοειδές Λογχοειδές Κιτρινοπράσινο Κιτρινοπράσινο Μέτριαμεγάλα Μικράμέτρια Μέτριαμεγάλα Μέτριομεγάλα Μεγάλα Μικρά Τρίχα Λίγη Έντονη Μέτρια Μέτρια Μέτρια Έντονη Μέτρια Έντονη Μέγεθος μεσογονατίων Πρωιμότητα Μικράμέτρια Όψιμο Μικρά Μεσ/μο -όψιμο Μέτρια- Μεγάλα Μεσ/μο Μεγάλα Μέτρια Μέτρια Μέτρια Μέτρια- Μεγάλα Πρώιμομεσοπρώι όψιμο Μεσ/μο -Όψιμο μο Μεσ/μο Μεσ/μο Ύψος cm Ύψος τελικό cm Αριθμός αδελφιώ Αριθμός πλάγιων βλαστών

130 Πίνακας 2. Περιεκτικότητα σε γλυκαντικές ουσίες 8 γενοτύπων στέβιας Γενότυπος στεβιοσίδη % G1 8,6 G2 9,7 G3 7,5 G4 9 G5 9,1 G6 10,3 G7 10 G8 8,7 Ακολούθως επιχειρήθηκε ο συσχετισμός της μορφολογίας των φυτών με την περιεκτικότητα σε γλυκαντικές ουσίες. Έτσι βρέθηκε ότι υπάρχει ισχυρή θετική συσχέτιση ανάμεσα στον αριθμό των πλάγιων βλαστών και την περιεκτικότητα σε γλυκαντικές ουσίες (συντελεστής συσχέτισης r=0,89), και θετική συσχέτιση ανάμεσα στο ύψος του φυτού και την περιεκτικότητα σε γλυκαντικές ουσίες (r=0,56). Δεν υπάρχει συσχέτιση της περιεκτικότητας σε γλυκαντικές ουσίες με το πλάτος του φύλλου (r=0,46), ενώ αντίθετα υπάρχει με το μήκος του φύλλου (r=0,67) και με την επιφάνεια του φύλλου (r=0,62). Εικόνα 1. Χαρακτηριστικά του φύλλου, του βλαστού και τη πυκνότητας του φυλλώματος στον γενότυπο 1 130

131 Εικόνα 2. Χαρακτηριστικά του φύλλου, του βλαστού και τη πυκνότητας του φυλλώματος στους γενοτύπους 2 και 3. Εικόνα 3. Χαρακτηριστικά του φύλλου, του βλαστού και τη πυκνότητας του φυλλώματος στους γενοτύπους 4 και 5. Εικόνα 4. Χαρακτηριστικά του φύλλου, του βλαστού και τη πυκνότητας του φυλλώματος στον γενότυπο

132 Εικόνα 5. Χαρακτηριστικά του φύλλου, του βλαστού και τη πυκνότητας του φυλλώματος στους γενοτύπους 7 και 8. Συμπερασματικά βρέθηκαν δύο γενότυποι στέβιας (οι 6 και 7) με μεγαλύτερη περιεκτικότητα σε γλυκαντικές ουσίες (Στεβιοσίδη και Ρεμπαουδιοσίδη) στο 10 % σε σχέση με τους υπόλοιπους, από 7,5 έως 9,7 %. Επιχειρήθηκε η συσχέτιση της μορφολογίας των φυτών με την περιεκτικότητα σε γλυκαντικές ουσίες και βρέθηκε ότι η μεγαλύτερη περιεκτικότητα σε γλυκαντικές ουσίες συσχετίζεται με μεγάλο αριθμό πλάγιων βλαστών και μεγάλο μήκος και επιφάνεια φύλλου. Βιβλιογραφία Brandle, J.F., Starratt, A.N., and Gijzen, M., Stevia rebaudiana, its biological chemical and agricultural properties.. Agriculture and Agri- Food Canada, at: last modified 12 November 2002 Λαζαρίδου, Θ., και Λόλας, Π., Εντοπισμός διαφορετικών γενοτύπων σε πληθυσμό Στέβιας. Πρακτικά 24 ου Επιστημονικού Συνεδρίου της Ελληνικής Εταιρίας της Επιστήμης των Οπωροκηπευτικών. Βέροια, Οκτ Λόλας, Π 2009, Καλλιέργεια στέβιας. Το Φυτό, Ιδιότητες, Χρήσεις, Έρευνα στην Ελλάδα. Πανεπιστημιακές εκδόσεις Θεσσαλίας, σελ. 134 Ramesh, K., Singh, V., and Megeji, N.W Cultivation of stevia [Stevia rebaudiana (Bert.) Bertoni]: a comprehensive review. Adv. Agron. 89: Soejarto, D.D., Botany of Stevia and Stevia rebaudiana. In: AD Kinghorn, ed., Stevia.The Genus Stevia. Medicinal and Aromatic Plants - Industrial Profiles, Harwood Academic Press; pp

133 MORPHOLOGICAL CHARACTERISTICS AND CONCENTRATION OF SWEETENERS IN DIFFERENT GENOTYPES OF STEVIA (Stevia rebaudiana) Th. Lazaridou 1, Α. Georgiadou 2, and P. Lolas 2 1 Τ.Ε.Ι. od Western Macedonia, Deprt. Of Plant Production, Florina, Hellas. 2 Depart. Of Agronomy, Plant Production and Argicultural Environmentμήμα, University of Thessaly, N. Ionia Megnessias, Hellas Abstract Stevia (Stevia rebaudiana) is a new crop species in Hellas. It is an herbaceous perennial shrub many branched, native to the highlands of Paraguay and sections of Argentina and Brazil. Αn important issue in this species is its cultivation as a source of non nutritive high potency sweeteners like Stevioside and Rebaudioside. Stevia rebaudiana is a cross pollinated plant, so it is obvious that there would be a lot of variability in the morphological characteristics and in sweeteners concentration as well. Ιn a population of stevia in a sample of 120 plants several agronomic characteristics (e.g. the length and the width of leaf, the shape of leaf, the presence of tooth, the presence of leaflets, the presence of hair, the number of side branches, the plant height, the time of flowering), were measured. The concentration of Stevioside and Rebaudioside was also measured. There was variability in many characteristics measured, that allowed us to isolate 8 different genotypes within the population. Two genotypes (6 and 7) have the highest concentration in sweeteners compared to the rest ones. It was concluded that the high concentration of sweeteners was correlated to the mumber of side branches, to the height of plant, to the large width of leaf and surface area of leaf. 133

134 AΠΟΣΤΑΣΕΙΣ ΜΕΤΑΦΥΤΕΥΣΗΣ ΚΑΙ ΑΓΡΟΝΟΜΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΜΙΑΣ ΝΕΑΣ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΑΣ, ΤΗΣ ΣΤΕΒΙΑΣ (Stevia rebaudiana) Αίγλη Γεωργιάδου 1, Θεανώ Λαζαρίδου 2, Σπυρίδων Σουίπας 3, Εμμανουήλ Βαρδαβάκης 1, Πέτρος Λόλας 1 1 Τμήμα Γεωπονίας Φυτικής Παραγωγής και Αγροτικού Περιβάλλοντος, Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας 2 Τ.Ε.Ι. Δυτ. Μακεδονίας, Παράρτημα Φλώρινας, Τμήμα Φυτικής Παραγωγής. 3 Aγρόκτημα Πανεπιστημίου Θεσσαλίας Περίληψη Σκοπός της εργασίας ήταν να μελετηθεί η συμπεριφορά της στέβιας (Stevia rebaudiana, Βertoni) σε διάφορες αποστάσεις μεταφύτευσης ως προς ορισμένα αγρονομικά χαρακτηριστικά σε τέσσερις περιοχές. Η εργασία πραγματοποιήθηκε το 2006 στο Βελεστίνο (Αγρόκτημα του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας), στην Τούμπα Κιλκίς, στην Καρδίτσα και στο Δομένικο Ελασσόνας. Μελετήθηκαν 6 αποστάσεις μεταφύτευσης 60x20, 60x40, 75x20, 75x40, 90x20 και 90x40, μεταξύ και επί των γραμμών, αντίστοιχα. Οι παρατηρήσεις που πάρθηκαν ήταν: ύψος φυτού και χλωρό - ξηρό βάρος βλαστού, φύλλων και φυτού στις 30, 60 ΜΑΜ και στη συλλογή. Μετρήθηκε επίσης η περιεκτικότητα σε στεβιοσίδη κατά τη συλλογή, 110 ΜΑΜ. Τα χαρακτηριστικά που μελετήθηκαν φαίνεται ότι διέφεραν στις διάφορες περιοχές και μεταχειρίσεις και στους τρεις χρόνους παρατηρήσεων (30, 60 ημέρες μετά τη μεταφύτευση και στη συλλογή). Το μεγαλύτερο ύψος φυτού στις 30 ΜΑΜ παρατηρήθηκε στην περιοχή Τούμπα Κιλκίς και σε αποστάσεις μεταξύ και επί των γραμμών 75x20. Το ίδιο παρατηρήθηκε και στις 60 ημέρες μετά τη μεταφύτευση. Στη συλλογή τα υψηλότερα φυτά παρατηρήθηκαν στις περιοχές Καρδίτσα και Δομένικο Ελασσόνας και στις μεταχειρίσεις 90x20 και 90x40, αντίστοιχα. Παρόμοια ήταν τα αποτελέσματα χλωρό ξηρό βάρος των διαφόρων τμημάτων του φυτού. Τα περισσότερα από τα αγρονομικά χαρακτηριστικά παρουσίασαν υψηλότερες τιμές στις μεγαλύτερες αποστάσεις μεταξύ των γραμμών (75 ή 90 cm) και στη μικρότερη επί των γραμμών (20 cm). Η περιεκτικότητα σε στεβιοσίδη κυμάνθηκε από 11,3 έως 14,0 % ανάλογα με την περιοχή και την απόσταση μεταφύτευσης. Εισαγωγή Η Ελληνική γεωργία στην προσπάθειά της να αντικαταστήσει προβληματικές καλλιέργειες και χρήσεις ορισμένων ουσιών, σύμφωνα με την νέα ΚΑΠ της ΕΕ, θα πρέπει να στραφεί σε νέες οικονομικές καλλιέργειες. Μια τέτοια καλλιέργεια θα μπορούσε να είναι η στέβια (Stevia rebaudiana, Βertoni). Η στέβια είναι ένα πολυετές, ποώδες, πολύκλαδο, και θαμνοειδές φυτό (Λόλας, 2009) της οικογένειας Asteraceae, ιθαγενές της Παραγουάης, αυτοφυές στα βορειοανατολικά υψίπεδα Παραγουάης Βραζιλίας (Ramesh κ. ά, 2006, Genus, 2003). Η στέβια χρησιμοποιείται σε διάφορες μορφές ως υποκατάστατο ζάχαρης, για μείωση στομαχικών πόνων, υπογλυκαιμία, υπέρταση, διευκόλυνση ούρησης και ως καλλυντική μάσκα (Λόλας, 2009). Η στεβιοσίδη (οι γλυκαντικές ουσίες της στέβιας) είναι ένα φυσικό προϊόν με μηδέν θερμίδες και φορές πιο γλυκιά σε σύγκριση με την κοινή ζάχαρη (Richard, 1999). Το Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας σε συνεργασία με διάφορους φορείς ασχολείται τα τελευταία πέντε έτη με συστηματική επιστημονική έρευνα όσον αφορά τη στέβια (πειράματα λίπανσης, αποστάσεων μεταφύτευσης, ζιζανιοκτονίας, περιεκτικότητα στεβιοσίδης, παραγωγή σποροφύτων, αποδεικτικά). Η έρευνα πραγματοποιείται σε παραδοσιακές αγροτικές περιοχές, κυρίως καπνοπαραγωγικές σε όλη την Ελλάδα (Λόλας, 2009). Επί πλέον έγιναν και γίνονται έρευνες, για να μελετηθούν οι καλύτεροι τρόποι καλλιέργειας που σχετίζονται με μεγαλύτερη απόδοση. Σε έρευνα που έγινε, όσον αφορά τις αποστάσεις μεταφύτευσης οι Megeji κ. ά (2005) αναφέρουν μέση 134

135 απόδοση σε χλωρό βάρος φυτού 168 και 247 kg/ha για τη μεταχείριση 45 x 45 cm. Επίσης οι Ramesh κ. ά. (2007) αναφέρουν ότι η μεταχείριση 45 x 45 cm έδωσε μέση απόδοση 611 ενώ η μεταχείριση 60 x 45 απόδοση σε χλωρό βάρος φυτού 410 kg /ha. Σκοπός της εργασίας ήταν: η μελέτη της συμπεριφοράς της στέβιας ως προς ορισμένα αγρονομικά χαρακτηριστικά σε διάφορες αποστάσεις μεταφύτευσης σε 4 περιοχές στο Βελεστίνο (Αγρόκτημα του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας), στην Τούμπα Κιλκίς, στην Καρδίτσα και στο Δομένικο Ελασσόνας. Υλικά και μέθοδοι Το πείραμα πραγματοποιήθηκε το 2006, σε 4 περιοχές, στο Βελεστίνο (στο Αγρόκτημα του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας), στην Τούμπα Κιλκίς, στην Καρδίτσα και στο Δομένικο Ελασσόνας. Χρησιμοποιήθηκε το πειραματικό σχέδιο πλήρων τυχαιοποιημένων ομάδων (RCB), με 6 μεταχειρίσεις ανά επανάληψη (εκτός από το Βελεστίνο όπου ήταν 5) και 3 επαναλήψεις για κάθε μεταχείριση. Οι 6 μεταχειρίσεις ήταν: A 60 x 20, B 60 x 40, C 75 x 20, D 75 x 40, E 90 x 20, F 90 x 40 cm (στο Βελεστίνο απουσίαζε η μεταχείριση E). Η χάραξη και η εγκατάσταση των πειραματικών τεμαχίων έγινε στις 1-2 Ιουνίου 2006, όπως και η λίπανση. Η μεταφύτευση των σποροφύτων έγινε την ίδια περίοδο. Η απόσταση των πειραματικών τεμαχίων μέσα στην ίδια επανάληψη ήταν 1m και ανάμεσα στα πειραματικά τεμάχια των επαναλήψεων ήταν 2m. Κάθε πειραματικό τεμάχιο είχε διαστάσεις 2,7 x 4 = 10,8m 2 και 3, 4 ή 5 γραμμές ανάλογα με την απόσταση μεταξύ γραμμών, 90, 75, ή 60 cm, αντίστοιχα. Οι παρατηρήσεις λαμβάνονταν από τις μεσαίες γραμμές. Έγιναν 5-6 ποτίσματα και 2 σκαλίσματα. Πάρθηκαν οι εξής παρατηρήσεις: ύψος φυτού και χλωρό - ξηρό βάρος βλαστού, φύλλων και φυτού στις 30, 60 ΜΑΜ και στη συλλογή. Μετρήθηκε επίσης η περιεκτικότητα σε στεβιοσίδη. Η στατιστική επεξεργασία των αποτελεσμάτων έγινε με την ανάλυση παραλλακτικότητας (ANOVA). Το στατιστικό πακέτο που χρησιμοποιήθηκε ήταν το MSTAT-C (έκδοση 1.2) για πειραματικό σχέδιο RCB. Η σύγκριση των μέσων όρων μεταξύ τους έγινε με τη χρήση του κριτηρίου LSD 0.05 (για πιθανότητα σφάλματος p=5%). Αποτελέσματα και συζήτηση Στον πίνακα 1 φαίνεται το χλωρό βάρος του φυτού στην Καρδίτσα, στο Δομένικο Ελασσόνας, στην Τούμπα Κιλκίς και στο Βελεστίνο στις τρεις ημερομηνίες (30, 60 ΜΑΜ και στη συλλογή) σε σχέση με τις αποστάσεις μεταφύτευσης. Πίνακας 1: Χλωρό βάρος φυτού στέβιας (g./φυτό) στην Καρδίτσα, στο Δομένικο Ελασσόνας, στην Τούμπα Κιλκίς και στο Βελεστίνο στις 30, στις 60 ΜΑΜ και στη συλλογή σε σχέση με τις αποστάσεις μεταφύτευσης. 30 ΜΑΜ 60 ΜΑΜ Συλλογή Μεταχ. Καρδίτσα Δομενικο Καρδίτσα Δομενικο. Καρδίτσα Δομενικο Τούμπα Βελεστίνο Ελασσόνας Ελασσόνας Ελασσόνας Κιλκίς 60 Χ α 22.0 α α α β α α α 60 Χ α α α α α α 75 Χ α 25.3 α α α αβ α α α 75 Χ α α αβ α α α 90 Χ α 33.0 α α α αβ α α - 90 Χ α α αβ α α α LSD CV% Στη Καρδίτσα δεν παρατηρήθηκαν στατιστικώς σημαντικές διαφορές ως προς το χλωρό βάρος φυτού στις 30 και στις 60 ΜΑΜ, ενώ στη συλλογή παρατηρήθηκαν διαφορές 135

136 μεταξύ 60 x 20 cm και 60 x 40 cm, ενώ οι υπόλοιπες μεταχειρίσεις δεν παρουσίασαν διαφορές μεταξύ τους με χλωρό βάρος φυτού κυμαινόμενο μεταξύ των τιμών των δύο προηγουμένων μεταχειρίσεων. Το χαμηλότερο χλωρό βάρος φυτού στις 30, στις 60 ΜΑΜ και στη συλλογή παρατηρήθηκε στη μεταχείριση 60 x 20. Το υψηλότερο χλωρό βάρος φυτού στις 30 ΜΑΜ παρατηρήθηκε στη μεταχείριση 75 x 20, ενώ στις 60 ΜΑΜ και στη συλλογή στη μεταχείριση 60 x 40 cm. Επιπλέον, στη συλλογή παρατηρούμε ότι στη μεταχείριση 60 x 40 cm το χλωρό βάρος είναι κατά 77% μεγαλύτερο από ότι στη μεταχείριση 60 x 20 cm. Στο Δομένικο Ελασσόνας δεν παρατηρήθηκαν στατιστικώς σημαντικές διαφορές ως προς το χλωρό βάρος φυτού καθ όλη τη διάρκεια της καλλιεργητικής περιόδου (δηλαδή στις 30, στις 60 ΜΑΜ και στη συλλογή). Το χαμηλότερο χλωρό βάρος φυτού στις 30, στις 60 ΜΑΜ και στη συλλογή παρατηρήθηκε στη μεταχείριση 60 x 20 cm. Το υψηλότερο χλωρό βάρος φυτού στις 30 και στις 60 ΜΑΜ παρατηρήθηκε στη μεταχείριση 90 x 20 cm, ενώ στη συλλογή το υψηλότερο χλωρό βάρος φυτού παρατηρήθηκε στις μεταχειρίσεις 60 x 40 cm και 75 x 40 cm οι οποίες παρουσίασαν τιμές διπλάσιες από την χαμηλότερη τιμή χλωρού βάρους που όπως αναφέρθηκε παρατηρήθηκε στη μεταχείριση 60 x 20 cm. Τόσο στην Τούμπα Κιλκίς όσο και στο Βελεστίνο δεν παρατηρήθηκαν στατιστικώς σημαντικές διαφορές ως προς το χλωρό βάρος φυτού. Στη Τούμπα Κιλκίς υπάρχει μια τάση για χαμηλότερο χλωρό βάρος φυτού στη μεταχείριση 60 x 40 cm και για υψηλότερο στη 90 x 40 cm. Στο Βελεστίνο υπάρχει μια τάση για χαμηλότερο χλωρό βάρος φυτού στη μεταχείριση 75 x 40 cm και για υψηλότερο στη μεταχείριση 90 x 40 cm. Στη συλλογή οι περιοχές Καρδίτσα, Δομένικο Ελασσόνας, Βελεστίνο και Τούμπα Κιλκίς και οι μεταχειρίσεις 60 x 40, 60 x 40, 90 x 40 και 90 x 40 cm, αντίστοιχα, παρουσίασαν το μεγαλύτερο χλωρό βάρος φυτού. Από τα αποτελέσματα αυτά εξάγεται το συμπέρασμα ότι αποστάσεις μεταφύτευσης 60 x 40 και 90 x 40 σχετίζονται με μέγιστη απόδοση σε χλωρό βάρος φυτού και άρα είναι προτιμότερες. Πως επηρεάστηκε σε σχέση με τις αποστάσεις μεταφύτευσης το ξηρό βάρος φύλλων ανά φυτό στην Καρδίτσα, στο Δομένικο Ελασσόνας, στη Τούμπα Κιλκίς και στο Βελεστίνο στις 30, 60 ΜΑΜ και στη συλλογή φαίνεται.στον πίνακα 2. Πίνακας 2: Ξηρό βάρος φύλλων στέβιας (g/φυτό) στην Καρδίτσα, στο Δομένικο Ελασσόνας, στην Τούμπα Κιλκίς και στο Βελεστίνο στις 30, 60 ΜΑΜ και στη συλλογή σε σχέση με την απόσταση μεταφύτευσης. 30 ΜΑΜ 60 ΜΑΜ Συλλογή Μεταχ. Καρδίτσα Δομένικο Καρδίτσα Δομένικο Καρδίτσα Δομένικο Τούμπα Βελεστίνο Ελασσόνας Ελασσόνας Ελασσόνας Κιλκίς 60 Χ 20 4,83 α 2,60 α 26,14 β 19,78 α 71,55 α 38,00 α 25,50 c 41,17 α 60 Χ ,15 α 19,39 α 115,3 α 69,55 α 28,00 bc 35,33 α 75 Χ 20 7,75 α 2,91 α 28,90 αβ 19,70 α 87,78 α 60,55 α 27,50 βc 32,00 α 75 Χ ,02 αβ 19,13 α 97,00 α 66,56 α 27,50 β 33,67 α 90 Χ 20 5,86 α 3,92 α 36,59 αβ 20,87 α 78,89 α 44,11 α 29,00 β - 90 Χ ,77 αβ 21,95 α 97,55 α 61,89 α 33,00 α 40,00 α LSD0.05 4,003 1,840 19,60 15,50 48,48 37,20 2,987 15,99 CV% Στο ξηρό βάρος φύλλων στην Καρδίτσα δεν παρατηρήθηκαν στατιστικώς σημαντικές διαφορές στις 30 ΜΑΜ και στη συλλογή, ενώ στις 60 ΜΑΜ παρατηρήθηκαν διαφορές μεταξύ των μεταχειρήσεων 60 x 20 και 60 x 40 cm, ενώ οι υπόλοιπες μεταχειρίσεις δεν παρουσίασαν διαφορές μεταξύ τους με ξηρό βάρος φύλλων κυμαινόμενο μεταξύ των τιμών των δύο προηγούμενων. Το χαμηλότερο ξηρό βάρος φύλλων στις 30 και 60 ΜΑΜ και στη συλλογή παρατηρείται στη μεταχείριση 60 x 20 cm. Το υψηλότερο ξηρό βάρος φύλλων στις 136

137 30 ΜΑΜ παρατηρήθηκε στη μεταχείριση 75 x 20 cm, ενώ στις 60 ΜΑΜ και στη συλλογή στη μεταχείριση 60 x 40 cm. Στο Δομένικο Ελασσόνας δεν παρατηρήθηκαν στατιστικώς σημαντικές διαφορές ως προς το ξηρό βάρος φύλλων καθ όλη τη διάρκεια της καλλιεργητικής περιόδου (30, 60 ΜΑΜ και στη συλλογή). Το χαμηλότερο ξηρό βάρος φύλλων στις 60 ΜΑΜ παρουσίασε η μεταχείριση 75 x 40, ενώ στις 30 ΜΑΜ και στη συλλογή το χαμηλότερο ξηρό βάρος φύλλων παρατηρήθηκε στη μεταχείριση 60 x 20 cm. Το υψηλότερο ξηρό βάρος φύλλων στις 30 ΜΑΜ παρατηρήθηκε στη μεταχείριση 90 x 20, στις 60 ΜΑΜ στη μεταχείριση 90 x 40 cm και τέλος στη συλλογή το υψηλότερο ξηρό βάρος φύλλων παρατηρήθηκε στις μεταχειρίσεις 60 x 40 και 75 x 40 cm οι οποίες παρουσίασαν τιμές διπλάσιες από την χαμηλότερη τιμή ξηρού βάρους φύλλων που όπως προαναφέρθηκε παρατηρήθηκε στη μεταχείριση 60 x 20 cm. Στην Τούμπα Κιλκίς παρατηρήθηκαν στατιστικώς σημαντικές διαφορές ως προς το ξηρό βάρος φύλλων μεταξύ 60 x 20, και 90 x 40 cm, ενώ οι υπόλοιπες μεταχειρίσεις δεν παρουσίασαν διαφορές μεταξύ τους με τιμές ξηρού βάρους φύλλων ανάμεσα στις δύο προηγούμενες τιμές. Το υψηλότερο ξηρό βάρος φύλλων παρουσίασαν οι μεταχειρίσεις 90 x 20 και 90 x 40 cm ενώ το χαμηλότερο ξηρό βάρος φύλλων η μεταχείριση 60 x 20 cm. Στο Βελεστίνο δεν παρατηρήθηκαν στατιστικώς σημαντικές διαφορές, αλλά υπήρξε μια τάση για υψηλότερο ξηρό βάρος φύλλων στη μεταχείριση 60 x 20 και μια τάση για χαμηλότερο ξηρό βάρος φύλλων στη μεταχείριση 75 x 20 cm. Στη συλλογή οι περιοχές Καρδίτσα, Δομένικο Ελασσόνας, Βελεστίνο και Τούμπα Κιλκίς και οι μεταχειρίσεις 60 x 40, 60 x 40, 60 x 20 και 90 x 40 cm, αντίστοιχα, παρουσίασαν το μεγαλύτερο ξηρό βάρος φύλλων (480,5, 289,8, 343,1 και 91,7 kg/στρ., αντίστοιχα). Οι Ramesh κ. ά (2007) αναφέρουν μέση απόδοση 611 στη μεταχείριση 45 x 45 cm, ενώ στη μεταχείριση 60 x 45 cm αναφέρουν απόδοση 410 kg /ha. Από τα αποτελέσματα αυτά εξάγεται το συμπέρασμα ότι οι μεταχειρίσεις 60 x 40, 60 x 20 και 90 x 40 cm σχετίζονται με τη μέγιστη απόδοση σε ξηρό βάρος φύλλων. Λαμβάνοντας υπόψη και τον προηγούμενο πίνακα συμπεραίνεται ότι οι μεταχειρίσεις 60 x 40 και 90 x 40 cm είναι προτιμότερες γιατί σχετίζονται με τη μέγιστη απόδοση σε χλωρό και ξηρό βάρος φύλλων ταυτόχρονα. Πίνακας 3: Περιεκτικότητα στέβιας επί τοις % σε στεβιοσίδη στη συλλογή στην Καρδίτσα, στο Δομένικο Ελασσόνας και στην Τούμπα Κιλκίς σε σχέση με τις αποστάσεις μεταφύτευσης Επέμβαση Καρδίτσα Δομένικο Ελασσόνας Τούμπα Κιλκίς 60 Χ 20 13,2 11,3 13,0 60 Χ 40 13,4 11,3 12,2 75 Χ 20 13,5 11,5 13,1 75 Χ 40 13,6 11,5 13,3 90 Χ 20 14,0 12,4 12,1 90 Χ 40 13,5 13,2 11,1 Μ. Ο. 13,5 11,9 13,1 Στην Καρδίτσα η περιεκτικότητα επί τοις % σε στεβιοσίδη στη συλλογή, ήταν μικρότερη στη μεταχείριση 60 x 20 και μεγαλύτερη στη μεταχείριση 90 x 20 cm. Στο Δομένικο Ελασσόνας η περιεκτικότητα σε στεβιοσίδη ήταν μικρότερη στις μεταχειρίσεις 60 x 20 και 60 x 40 cm και μεγαλύτερη στη μεταχείριση 90 x 40 cm. Στην Τούμπα Κιλκίς η περιεκτικότητα σε στεβιοσίδη ήταν μικρότερη στη μεταχείριση 90 x 20 και μεγαλύτερη στη μεταχείριση 75 x 40 cm. Οι περιοχές Καρδίτσα, Τούμπα Κιλκίς και Δομένικο Ελασσόνας και οι μεταχειρίσεις 90 x 20, 75 x 40 και 90 x 40 cm, αντίστοιχα, παρουσίασαν τις μεγαλύτερες περιεκτικότητες σε στεβιοσίδη, με 14, 13.3 και 13.2 %, αντίστοιχα. Σύμφωνα με τους Ramesh et al. (2006) η περιεκτικότητα σε στεβιοδίδη κυμαίνεται από 2 έως 10%, 137

138 ανάλογα με την ποικιλία και τις καλλιεργητικές φροντίδες. Στις συγκεκριμένες συνθήκες πειραματισμού η μέγιστη περιεκτικότητα σε στεβιοσίδη παρατηρήθηκε στις μεταχειρίσεις 90 x 20, 75 x 40 και 90 x 40 cm. Εικόνα 1: Σπορόφυτα στέβιας μετά τη μεταφύτευση Εικόνα 2: Γενική άποψη του Πειράματος 87 MAM Εικόνα 3: Ανθισμένο φυτό στέβιας Εικόνα 4: Φυτά στέβιας 75 ΜΑΜ 85 ΜΑΜ Συμπερασματικά, τα χαρακτηριστικά που μελετήθηκαν διέφεραν στις διάφορες περιοχές και μεταχειρίσεις και στους τρεις χρόνους παρατηρήσεων (30, 60 ΜΑΜ και στη συλλογή). Γενικά, οι υψηλότερες τιμές με τη σειρά παρατηρήθηκαν στις περιοχές Καρδίτσα, Δομένικο Ελασσόνας, Τούμπα Κιλκίς και Βελεστίνο. Οι υψηλότερες τιμές παρατηρήθηκαν στις μεγαλύτερες αποστάσεις μεταξύ των γραμμών (75 ή 90 cm) και στη μικρότερη επί των γραμμών (20 cm). Το μεγαλύτερο χλωρό βάρος φυτού στις 30 ΜΑΜ παρατηρήθηκε στις περιοχές, με τη σειρά Καρδίτσα και Δομένικο Ελασσόνας και στις μεταχειρίσεις 75 x 20 και 90 x 20 cm, αντίστοιχα.. Η ίδια σειρά παρατηρήθηκε και στις 60 ΜΑΜ, όπου το μεγαλύτερο χλωρό βάρος φυτού ήταν στις μεταχειρίσεις 60 x 40 και 90 x 20 cm, αντίστοιχα. Τέλος, στη συλλογή το μεγαλύτερο χλωρό βάρος φυτού παρουσιάστηκε στις περιοχές, με τη σειρά Καρδίτσα, Δομένικο Ελασσόνας, Βελεστίνο και Τούμπα Κιλκίς και στις μεταχειρίσεις 60 x 40, 60 x 40, 90 x 40 και 90 x 40 cm, αντίστοιχα. Όπως είναι γνωστό όσο αυξάνεται το χλωρό βάρος φυτού τόσο αυξάνεται και η απόδοση/στρ. Το μεγαλύτερο ξηρό βάρος φύλλων (χαρακτηριστικό ιδιαίτερα επιθυμητό) στις 30 ΜΑΜ παρατηρήθηκε στις περιοχές, με τη σειρά Καρδίτσα και Δομένικο Ελασσόνας, και στις μεταχειρίσεις 75 x 20 και 90 x 20 cm, αντίστοιχα. Η ίδια σειρά παρατηρήθηκε και στις 60 ΜΑΜ, με το μεγαλύτερο ξηρό βάρος φύλλων στις μεταχειρίσεις 60 x 40 και 90 x 40 cm, αντίστοιχα. Τέλος, στη συλλογή το μεγαλύτερο ξηρό βάρος φύλλων παρατηρήθηκε στις περιοχές, με τη σειρά Καρδίτσα, Δομένικο Ελασσόνας, Βελεστίνο και Τούμπα Κιλκίς και στις μεταχειρίσεις 60 x 40, 60 x 40, 60 x 20 και 90 x 40 cm, αντίστοιχα. Η μεγαλύτερη περιεκτικότητα επί τοις % σε στεβιοσίδη στη συλλογή παρατηρήθηκε με τη σειρά, στις περιοχές Καρδίτσα, Τούμπα Κιλκίς και Δομένικο Ελασσόνας και στις μεταχειρίσεις 90 x 20, 75 x 40 και 90 x 40 cm, αντίστοιχα. 138

139 Βιβλιογραφία Λόλας, Π Καλλιέργεια στέβιας. Το Φυτό, Ιδιότητες, Χρήσεις, Έρευνα στην Ελλάδα. Βόλος, Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Θεσσαλίας, σελ Genus, J.M.C Molecules of Interest. Phytochemistry 64: Megeji N. W., Kumar J. K., Singh V., Kaul V. K., and Ahuja P. S Introducing Stevia rebaudiana- A natural zero calorie sweetener. Current Science 88: Ramesh, K., Singh V., and Megeji N. W Cultivation of Stevia [Stevia rebaudi- ana (Bert.) Bertoni]: A Comprehensive Review. Natural Plant Products Divi sion, Institute of Himalayan Bioresource Technology (CSIR), Palampur , HP, India, IHBT Pub. No Advances in Agronomy 89: Ramesh, K., Singh V., and Ahuja P Production potential of Stevia rebaudiana (Bert.) Bertoni. under intercropping system. Archives of Agronomy and Soil Science. 53: Richard, D Stevia rebaudiana: Nature s sweet secret. 3rd Ed. Bloomingdale,Illinois: Vital Health Publishing pp. 7. TRANSPLANTATION DISTANCES AND AGRONOMIC CHARACTERISTICS OF A NEW CROP, STEVIA (Stevia rebaudiana) Α. Georgiadou 1, Th. Lazaridou 2, Sp. Souipas 3, Ε. Vardavakis 1 and P. Lolas 1 1 Depart. Of Agronomy, Plant Production and Argicultural Environmentμήμα, University of Thessaly, N. Ionia Megnessias, Hellas 2 Τ.Ε.Ι. od Western Macedonia, Deprt. Of Plant Production, Florina, Hellas. 3 Farm of the University of Thessaly Abstract Stevia (Stevia rebaudiana, Bertoni) seems to be an alternative crop in Hellas in an effort to replace problematic crops and the use of certain substances in accordance to the CAP (New Common Agricultural Policy) of the EU (European Union). Stevia is a perennial, herbaceous, shrub, multibranched plant, native to the highlands of Paraguay and sections of Argentina and Brazil. The aim of this study was to investigate stevia's behavior under different transplanting distances with regard to its agronomic characteristics in four areas. The research took place in 2006 in Velestino (Farm of Thessaly University), in Toumba Kilkis, in Karditsa and in Domenico Elassonas. Six transplanting distances were used 60x20, 60x40, 75x20, 75x40, 90x20 and 90x40 cm, between and on the row, respectively. Data collected were: height of plant and fresh/dry weight of shoot, leaves and plant at 30, 60 days after transplanting and at harvesting. The percentage of the concentration in stevioside was also measured. The characteristics measured varied among the different areas and treatments at all three observation times (30, 60 days after transplanting and at harvesting). The greater plant height at 30 days after transplanting was observed in Toumba Kilkis area and in distance 75x20 cm between and on the row. The same was observed and at 60 days after transplanting. At harvesting the highest plants were observed in the areas of Karditsa and Domenico Elassonas and in treatments 90x20 and 90x40 cm, respectively. Similar were the results of the fresh/dry weight of the different parts of the plant. Most of the agronomic characteristics showed higher measurements in greater distance between the rows (75 or 90 cm) and in the shortest distance in the row (20cm). Stevioside content varied among areas and transplanting distance from 11.3 to 14.0 %. 139

140 ΣΥΓΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΑ ΚΤΗΝΟΤΡΟΦΙΚΩΝ ΚΟΥΚΙΩΝ ΜΕ ΒΡΩΜΗ ΚΑΙ ΣΙΤΑΡΟΒΡΙΖΑ Χ. Δόρδας 1 και Α. Λιθουργίδης 2 1 Α.Π.Θ., Γεωπονική Σχολή, Εργαστήριο Γεωργίας, Θεσσαλονίκη 2 Αγρόκτημα Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης, Θέρμη Περίληψη Η συγκαλλιέργεια σιτηρών με ψυχανθή έχει χρησιμοποιηθεί σε πολλά συστήματα καλλιέργειας με μειωμένες εισροές λόγω των σημαντικών πλεονεκτημάτων της. Η συγκαλλιέργεια βρώμης (Avena sativa L.) και σιταρόβριζας (xtriticosecale Wittmack) με το κτηνοτροφικό κουκί (Vicia faba L.) μπορεί να βελτιώσει την ποιότητα του παραγόμενου ενσιρώματος και παράλληλα να περιορίσει τη χρήση των αζωτούχων λιπασμάτων. Στο Αγρόκτημα της Γεωπονικής Σχολής του Α.Π.Θ. την καλλιεργητική περίοδο , καλλιεργήθηκαν τα δυο χειμερινά σιτηρά σε μίγματα με το κτηνοτροφικό κουκί σε τρεις αναλογίες σπόρων (75:25, 50:50 και 25:75) για να εκτιμηθεί η δυνατότητα χρησιμοποίησης του αντίστοιχου συστήματος συγκαλλιέργειας. Μετρήθηκαν η απόδοση σε βιομάζα, η συγκέντρωση και η απόδοση σε ολική πρωτεΐνη. Η μονοκαλλιέργεια της σιταρόβριζας και τα μίγματά της με το κουκί παρήγαγαν μεγαλύτερη απόδοση σε βιομάζα σε σύγκριση με τη μονοκαλλιέργεια του κουκιού και της βρώμης, καθώς και τα μίγματα κουκιού-βρώμης. Η συγκέντρωση της ολικής πρωτεΐνης ήταν υψηλότερη στη μονοκαλλιέργεια του κουκιού. Αντίθετα, η μονοκαλλιέργεια της σιταρόβριζας και τα μίγματα 75:25 και 50:50 κουκιούσιταρόβριζας είχαν τη μεγαλύτερη απόδοση σε πρωτεΐνη ανά στρέμμα από τις άλλες επεμβάσεις, λόγω της μεγαλύτερης απόδοσης τους σε ξηρά ουσία. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι τα μίγματα κουκιού με σιταρόβριζα (75:25 και 50:50) μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε ένα σύστημα ολοκληρωμένης παραγωγής επιτυγχάνοντας υψηλή απόδοση σε βιομάζα και ικανοποιητική περιεκτικότητα σε πρωτεΐνη. Εισαγωγή Τα συστήματα συγκαλλιέργειας ψυχανθούς με σιτηρό χρησιμοποιούνται σε πολλές χώρες για την παραγωγή ενσιρώματος και καρπού, λόγω των σημαντικών πλεονεκτημάτων τους (Anil κ.ά., 1998; Malezieux κ.ά., 2009). Πλεονεκτήματα των συστημάτων συγκαλλιέργειας είναι η σταθερή απόδοση σε βιομάζα, η καλύτερη ποιότητα παραγόμενου προϊόντος σε σύγκριση με τη μονοκαλλιέργεια, η βελτίωση των ιδιοτήτων του εδάφους, η καλύτερη αξιοποίηση του περιβάλλοντος, ο αποτελεσματικότερος ανταγωνισμός με τα ζιζάνια, η αντοχή στο πλάγιασμα και η επιμήκυνση της διάρκειας συγκομιδής (Anil κ.ά., 1998; Vasilakoglou κ.ά., 2008). Τα πλέον χρησιμοποιούμενα συστήματα συγκαλλιέργειας στην Ελλάδα είναι τα χειμερινά σιτηρά με το βίκο (Lithourgidis κ.ά., 2006), καθώς και το καλαμπόκι με το αναρριχώμενο φασόλι (Anil κ.ά., 1998). Στις ελληνικές συνθήκες θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν και άλλα είδη ψυχανθών σε συστήματα συγκαλλιέργειας, όπως το κτηνοτροφικό μπιζέλι, το κτηνοτροφικό κουκί, το λαθούρι και το λούπινο. Σκοπός της εργασίας ήταν να αξιολογηθεί η συγκαλλιέργεια του κτηνοτροφικού κουκιού με τη σιταρόβριζα και τη βρώμη, σε τρεις αναλογίες σπόρων (75:25, 50:50 και 25:75), ως προς την απόδοση σε βιομάζα και ολική πρωτεΐνη. Υλικά και Μέθοδοι Η εγκατάσταση του πειράματος έγινε σε πειραματικό αγρό του Αγροκτήματος της Γεωπονικής Σχολής του ΑΠΘ, το φθινόπωρο του Καλλιεργήθηκαν δύο χειμερινά σιτηρά, βρώμη (ποικιλία Παλλήνη) και σιταρόβριζα (ποικιλία Θίσβη), με το κτηνοτροφικό κουκί (ποικιλία Πολύκαρπη) σε τρεις αναλογίες σπόρων (75:25, 50:50 και 25:75). Η 140

141 ποσότητα σπόρου που χρησιμοποιήθηκε ήταν 12 και 16 kg στρ -1 για το κουκί και το σιτηρό αντίστοιχα, ενώ η αναλογία για τα τρία συστήματα ήταν 3 και 12 kg στρ -1 στην αναλογία 25:75, 6 και 8 kg στρ -1 στην αναλογία 50:50, και 9 και 4 kg στρ -1 στην αναλογία 75:25, για το κουκί και το σιτηρό, αντίστοιχα. Η σπορά όλων των πειραματικών τεμαχίων έγινε σε γραμμές μήκους 4 m, με αποστάσεις μεταξύ των γραμμών 0.25 m. Το πειραματικό σχέδιο που χρησιμοποιήθηκε ήταν οι πλήρεις ομάδες σε ελεύθερη διάταξη, με 9 επεμβάσεις και 4 επαναλήψεις. Η συγκομιδή έγινε το 2 ο δεκαήμερο του Μαΐου, όταν τα σιτηρά ήταν στο στάδιο του γάλακτος. Στο στάδιο αυτό, από επιφάνεια 2 m 2 κάθε πειραματικού τεμαχίου, κόπηκε το υπέργειο μέρος των φυτών και έγινε διαχωρισμός των δύο ειδών σε κάθε μίγμα. Δείγματα βάρους 0.5 kg, από κάθε είδος και κάθε πειραματικό τεμάχιο, τοποθετήθηκαν για 96 h στους 70 ο C για να υπολογισθεί η ξηρή βιομάζα. Η περιεκτικότητα σε ολική πρωτεΐνη υπολογίστηκε μετά από πολλαπλασιασμό με 6.25 της περιεκτικότητας σε ολικό άζωτο (Lithourgidis και Dordas, 2010). Αποτελέσματα και Συζήτηση Η μονοκαλλιέργεια της σιταρόβριζας και τα μίγματά της με το κουκί παρήγαγαν μεγαλύτερη απόδοση σε βιομάζα σε σύγκριση με τις μονοκαλλιέργειες του κουκιού και της βρώμης και των μιγμάτων κουκιού-βρώμης, ενώ η απόδοση των μιγμάτων της βρώμης δεν διέφερε από τη μονοκαλλιέργειά της (Πίνακας 1). Ωστόσο έχουν αναφερθεί μεγαλύτερες αποδόσεις σε μίγματα ψυχανθών-σιτηρών από τις μονοκαλλιέργειες των σιτηρών (Ghanbari-Bonjar και Lee 2003). Επιπλέον, oι Agegnehu κ.ά. (2006) αναφέρουν ότι διάφορα μίγματα ψυχανθών με σιτηρά παρήγαγαν περισσότερη βιομάζα σε σχέση με τη μονοκαλλιέργεια του κουκιού, άλλα σε αρκετές περιπτώσεις η βιομάζα ήταν μικρότερη απ ότι στη μονοκαλλιέργεια των σιτηρών. Διαπιστώθηκε ότι το ποσοστό συμμετοχής του κουκιού στην παραγόμενη βιομάζα είναι σημαντικά χαμηλότερο από αυτό που αναμένονταν, λαμβάνοντας υπόψη το ποσοστό του κατά τη σπορά (Πίνακας 1). Συγκεκριμένα, τα ποσοστά του κουκιού στα μίγματα κουκίσιτηρό 75:25 ήταν 20-27% (αντί 75%), στα μίγματα 50:50 ήταν 12-16% (αντί 50%) και στα μίγματα 25:75 ήταν 4% (αντί 25%). Αυτό πιθανόν να οφείλεται αφενός στην μεγαλύτερη ανταγωνιστική ικανότητα του ενός είδους σε σύγκριση με το άλλο (Dhima κ.ά., 2007; Lithourgidis and Dordas, 2010) και αφετέρου στο γεγονός ότι η βιομάζα των σιτηρών ήταν μεγαλύτερη λόγω του αδελφώματος. Η συγκέντρωση της ολικής πρωτεΐνης ήταν υψηλότερη στη μονοκαλλιέργεια του κουκιού και ακολούθησε η μονοκαλλιέργεια της βρώμης και τα μίγματα της με το κουκί. Αντιθέτως, την μεγαλύτερη στρεμματική απόδοση σε πρωτεΐνη έδωσαν η μονοκαλλιέργεια της σιταρόβριζας και τα μίγματα 75:25 και 50:50 κουκιού-σιταρόβριζας, λόγω της μεγαλύτερης απόδοσης σε ξηρά ουσία. Παρόμοια αποτελέσματα αναφέρθηκαν και από άλλους ερευνητές (Ghanbari-Bonjar και Lee, 2003). Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι τα μίγματα κουκιού με σιταρόβριζα μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε ένα σύστημα ολοκληρωμένης παραγωγής επιτυγχάνοντας την υψηλότερη απόδοση σε βιομάζα και πρωτεΐνη. 141

142 Πίνακας 1. Απόδοση σε βιομάζα, συνεισφορά του κουκιού, περιεκτικότητα και απόδοση σε ολική πρωτεΐνη των μονοκαλλιεργειών κουκιού, σιταρόβριζας και βρώμης, καθώς και των μιγμάτων τους σε τρεις αναλογίες σποράς.. Καλλιέργεια Αναλογία σπόρου Βιομάζα (kg στρ -1 ) Ποσοστό κουκιού (%) Ολική πρωτεΐνη Περιεκτικότητα (%) Απόδοση (kg στρ -1 ) Κουκί (100) Σιταρόβριζα (100) Κουκί-σιταρόβριζα (75:25) Κουκί-σιταρόβριζα (50:50) Κουκί-σιταρόβριζα (25:75) Βρώμη (100) Κουκί-βρώμη (75:25) Κουκί-βρώμη (50:50) Κουκί-βρώμη (25:75) LSD Βιβλιογραφία Agegnehu, G., A. Ghizaw, and W. Sinebo Yield performance and land-use efficiency of barley and faba bean mixed cropping in Ethiopian highlands. European Journal of Agronomy, 25: Anil, L., J. Park, R.H. Phipps, and F.A. Miller Temperate intercropping of cereals for forage: a review of the potential for growth and utilization with particular reference to the UK. Grass and Forage Science 53: Dhima, K.V., A.S. Lithourgidis, I.B. Vasilakoglou, and C.A. Dordas Competition indices of common vetch and cereal intercrops in two seeding ratio. Field Crops Research 100: Ghanbari-Bonjar, A., and H.C. Lee Intercropped wheat (Triticum aestivum L.) and bean (Vicia faba L.) as whole-crop forage: Effect of harvest time on forage yield and quality. Grass and Forage Science 58: Lithourgidis, A.S., I.B. Vasilakoglou, K.V. Dhima, C.A. Dordas, and M.D. Yiakoulaki Silage yield and quality of common vetch mixtures with oat and triticale in two seeding ratios. Field Crops Research 99: Lithourgidis, A.S., and C.A. Dordas Forage yield, growth rate and nitrogen uptake of wheat, barley and rye-faba bean intercrops in three seeding ratios. Crop Science 50: Malézieux, E., Y. Crozat, C. Dupraz, M. Laurans, D. Makowski, H. Ozier-Lafontaine, B. Rapidel, S. de Tourdonnet, and M. Valantin-Morison Mixing plant species in cropping systems: concepts, tools and models. A review. Agronomy Sustainable Development 29: Vasilakoglou, I., K. Dhima, A. Lithourgidis, and I. Eleftherohorinos Competitive ability of winter cereal-common vetch intercrops against sterile oat. Experimental Agriculture 44:

143 SUSTAINABLE INTERCROPPING OF FABA BEAN WITH OAT AND TRITICALE AT VARYING SEEDING RATIOS C.A. Dordas 1, A.S. Lithourgidis 2 1 Laboratory of Agronomy, Faculty of Agriculture, Aristotle University of Thessaloniki, University Farm of Thessaloniki, Thermi Abstract Intercropping of grain legumes with winter cereals is used in sustainable agriculture and may offer several advantages over sole crops for forage production. The intercropping of oat (Avena sativa L.) and triticale (xtriticosecale Wittmack) with faba bean (Vicia faba L.) can improve the quality of the silage and at the same time can reduce the use of nitrogen fertilizers. At the university farm of the Aristotle University of Thessaloniki during the growing period the two winter cereals were grown in mixtures with faba bean in three seeding ratios (75:25, 50:50, and 75:25) and the biomass yield, crude protein (CP) content and crude protein yield were determined. Triticale monocrop and faba bean-triticale intercrops provided higher yield than faba bean monocrop and intercrops of faba bean with oat. CP content was the highest in faba bean monocrop followed by the faba bean-oat intercrops. However, triticale monocrop and faba bean-triticale intercrops provided higher CP yield per hectare than all other crops because of their highest forage yield. The results showed that faba bean-triticale intercrops (75:25 and 50:50 seeding ratios) could be used as sustainable cropping system which achieves higher forage and protein yield. 143

144 ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΗΣ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑΣ ΣΠΟΡΑΣ ΣΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΚΑΙ ΤΑ ΠΟΙΟΤΙΚΑ ΓΝΩΡΙΣΜΑΤΑ ΠΟΙΚΙΛΙΩΝ ΡΕΒΙΘΙΟΥ Σιδέρης Φωτιάδης, Σπυρίδων Δ. Κουτρούμπας Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης, Τμήμα Αγροτικής Ανάπτυξης, Ορεστιάδα Περίληψη Η επιλογή του κατάλληλου χρόνου σποράς είναι καθοριστικός παράγοντας για την επιτυχία της καλλιέργειας του ρεβιθιού. Σκοπός της εργασίας ήταν να διερευνηθεί η επίδραση της ημερομηνίας σποράς στην απόδοση και τα ποιοτικά γνωρίσματα ποικιλιών ρεβιθιού με διαφορετικά αγροκομικά γνωρίσματα. Το πείραμα διεξήχθη στο αγρόκτημα του Δημοκριτείου Πανεπιστημίου Θράκης στην Ορεστιάδα. Χρησιμοποιήθηκαν τρεις Ελληνικές κτηνοτροφικές ποικιλίες (Άνδρος, Κάσσος, Σέριφος) και μία Βουλγάρικη βρώσιμη (Zehavit-27). Η σπορά έγινε την άνοιξη σε δύο ημερομηνίες, 13 Μαρτίου (πρώιμη) και 9 Απριλίου (όψιμη). Τα πειραματικά τεμάχια διατάχτηκαν στον αγρό με βάση το σχέδιο των υποδιαιρεμένων ομάδων (split plot) με τέσσερις επαναλήψεις. Ως κύρια τεμάχια χρησιμοποιήθηκε η ημερομηνία σποράς και ως υποτεμάχια οι ποικιλίες. Δείγματα φυτών από κάθε πειραματικό τεμάχιο ελήφθησαν σε όλα τα στάδια ανάπτυξης των φυτών. Προσδιορίσθηκαν η συσσώρευση ξηράς ουσίας, η συγκέντρωση Ν, Ρ και Κ στα φυτικά τμήματα, η απόδοση σε σπόρο και τα συστατικά της απόδοσης. Η ημερομηνία σποράς επηρέασε τον χρόνο εμφάνισης των διαφόρων σταδίων ανάπτυξης των φυτών και η επίδραση ήταν παρόμοια για όλες τις ποικιλίες. Ο βιολογικός κύκλος των φυτών ήταν κατά μέσο όρο μεγαλύτερος στην πρώιμη σπορά (114 ημέρες) σε σχέση με την όψιμη (102 ημέρες), κυρίως λόγω της καθυστέρησης του φυτρώματος. Στην πρώιμη σπορά τα φυτά συσσώρευσαν περισσότερη ξηρά ουσία στην ωρίμανση, λόγω της καλύτερης καρπόδεσης, όπως φάνηκε από τον μεγαλύτερο αριθμό λοβών και σπόρων ανά φυτό σε σχέση με την όψιμη σπορά. Η μετατόπιση της σποράς από τον Μάρτιο στον Απρίλιο μείωσε την μέση απόδοση σε σπόρο κατά 33% (184 έναντι 123 kg/στρ.). Η μείωση αυτή διέφερε μεταξύ των ποικιλιών και κυμάνθηκε από 27% (Σέριφος) έως 42% (Κάσσος). Η συσσώρευση Ν, Ρ και Κ από τα φυτά ακολούθησε πορεία ανάλογη με εκείνη της ξηράς ουσίας. Το ολικό Ν των φυτών στην έναρξη γεμίσματος των σπόρων συσχετίσθηκε σημαντικά με την συγκέντρωση Ν στους σπόρους στην ωρίμανση (r = 0,976, P<0,01). Κατά το γέμισμα των σπόρων παρατηρήθηκαν απώλειες Ν από το υπέργειο τμήμα των φυτών μόνο στην όψιμη σπορά και συνδέονταν με την μικρή απόδοση και τις χαμηλές απαιτήσεις των σπόρων σε Ν. Εισαγωγή Το ρεβίθι (Cicer arietinum L.) είναι το τρίτο σε διάδοση καρποδοτικό ψυχανθές παγκοσμίως μετά το φασόλι (Phaseolus vulgaris L.) και το μπιζέλι (Pisum sativum L.) (Yau 2005). Το φυτό θεωρείται ότι κατάγεται από την Ασία, έχει όμως εισαχθεί και καλλιεργείται σε πολλές χώρες, κυρίως στη νότια Ευρώπη, στο Πακιστάν, την Ινδία, την Αυστραλία, και την τροπική Αμερική. Aποτελεί πολύτιμη ανθρώπινη τροφή, επειδή οι σπόροι του είναι πλούσιοι σε πρωτεΐνη, και σε ορισμένες χώρες, όπως η Ινδία, αποτελούν μια από τις βασικές πηγές πρωτεΐνης για τον άνθρωπο. Το ρεβίθι μπορεί να αποβεί σημαντική καλλιέργεια για τη χώρα μας γιατί μπορεί να προσαρμοστεί σε ξηρές και θερμές περιοχές, μπορεί να αποδώσει σε φτωχά και ελαφρά εδάφη, παρουσιάζει σχετική αντοχή στα άλατα, δεν προσβάλλεται εύκολα από έντομα και μπορεί να συγκομισθεί μηχανικά γιατί δεν πλαγιάζει. Η επιλογή του κατάλληλου χρόνου σποράς είναι καθοριστικός παράγοντας για την επιτυχία της καλλιέργειας του ρεβιθιού. Η σπορά μπορεί να γίνει είτε το φθινόπωρο είτε την άνοιξη. Σε πολλές έρευνες που διεξήχθησαν σε διάφορες χώρες έχει αποδειχθεί ότι η φθινοπωρινή σπορά πλεονεκτεί της ανοιξιάτικης, γιατί τα φυτά παρουσιάζουν μικρότερη 144

145 προσβολή από την ασκοχύτωση και έχουν υψηλότερη απόδοση. Η υπεροχή της φθινοπωρινής σποράς έναντι της ανοιξιάτικης ως προς την απόδοση εξαρτάται από την ποικιλία και τις καιρικές συνθήκες που επικρατούν και βρέθηκε να είναι % στην Ελλάδα (Iliadis 2001), 50-80% στην Ισπανία (Lopez-Bellido κ.ά. 2008), 70% στην Συρία (Singh κ.ά. 1997) και 60% στην Ιταλία (Sarmo κ.ά. 1987). Παρόλα αυτά, στις πιο ψυχρές περιοχές της Μεσογείου, όπως είναι και η Βόρεια Ελλάδα, η φθινοπωρινή σπορά συχνά αποτυγχάνει επειδή οι περισσότερες καλλιεργούμενες ποικιλίες δεν αντέχουν στις χαμηλές θερμοκρασίες του χειμώνα. Έτσι, στις περιοχές αυτές επιβάλλεται η ανοιξιάτικη σπορά (Koutroubas κ.ά. 2009). Σκοπός της εργασίας ήταν να διερευνηθεί η επίδραση της ημερομηνίας σποράς στην απόδοση και τα ποιοτικά γνωρίσματα ποικιλιών ρεβιθιού με διαφορετικά αγροκομικά γνωρίσματα. Υλικά & Μέθοδοι Το πείραμα διεξήχθη στο αγρόκτημα του Δ.Π.Θ. στην Ορεστιάδα το έτος Το έδαφος είναι ιλυοαργιλώδες με οργανική ουσία 2,05% και ph 7,5. Χρησιμοποιήθηκαν τρεις Ελληνικές μικρόσπερμες ποικιλίες δημιουργία του Ινστιτούτου Κτηνοτροφικών Φυτών και Βοσκών του ΕΘ.Ι.ΑΓ.Ε. (Άνδρος, Κάσσος, Σέριφος) και μία Βουλγάρικη μεγαλόσπερμη (Zehavit-27). Η σπορά έγινε με το χέρι την Άνοιξη σε δύο ημερομηνίες, 13 Μαρτίου (πρώιμη) και 9 Απριλίου (όψιμη). Τα πειραματικά τεμάχια διατάχτηκαν στον αγρό με βάση το σχέδιο των υποδιαιρεμένων ομάδων (split plot) με τέσσερις επαναλήψεις. Ως κύρια τεμάχια χρησιμοποιήθηκε η ημερομηνία σποράς και ως υποτεμάχια οι ποικιλίες. Το μήκος κάθε πειραματικού τεμαχίου ήταν 4 m και περιελάμβανε 10 γραμμές με απόσταση μεταξύ τους 0,25 m. Λίπανση έγινε μόνο με φώσφορο στη δόση των 6 kg P 2 O 5 /στρ. με τη μορφή του πυκνού υπερφωσφορικού (0-46-0) κατά τη σπορά. Τα ζιζάνια τα οποία αναπτύχθηκαν κατά τη διάρκεια του πειράματος απομακρύνθηκαν με βοτάνισμα και σκάλισμα. Δείγματα φυτών από 1 m εσωτερικής γραμμής από κάθε πειραματικό τεμάχιο ελήφθησαν σε όλα τα στάδια ανάπτυξης των φυτών. Τα φυτά ξηράνθηκαν σε κλίβανο ξήρανσης στους 70 o C μέχρι σταθερού βάρους και κονιοποιήθηκαν. Προσδιορίσθηκαν η συσσώρευση ξηράς ουσίας, η συγκέντρωση Ν, Ρ και Κ στα διάφορα φυτικά τμήματα, η απόδοση σε σπόρο και τα συστατικά της απόδοσης. Στα δεδομένα έγινε ανάλυση παραλλακτικότητας με το στατιστικό πρόγραμμα MSTAT. Για τη σύγκριση των μέσων όρων χρησιμοποιήθηκε η Ελάχιστη Σημαντική Διαφορά (ΕΣΔ). Αποτελέσματα & Συζήτηση Η ημερομηνία σποράς επηρέασε τον χρόνο εμφάνισης των διαφόρων σταδίων ανάπτυξης των φυτών και η επίδραση ήταν παρόμοια για όλες τις ποικιλίες. Ο βιολογικός κύκλος των φυτών ήταν κατά μέσο όρο μεγαλύτερος στην πρώιμη σπορά (114 ημέρες) σε σχέση με την όψιμη (102 ημέρες), κυρίως λόγω της καθυστέρησης του φυτρώματος. Η αύξηση των φυτών, όπως αυτή αποτυπώνεται από τη συσσώρευση ξηράς ουσίας (Σχήμα 1), ήταν γενικά καλύτερη στην όψιμη σπορά σε σχέση με εκείνη που παρατηρήθηκε στην πρώιμη σπορά έως τις 60 ημέρες μετά το φύτρωμα. Έκτοτε, η συσσώρευση ξηράς ουσίας από τα φυτά ήταν μεγαλύτερη στην πρώιμη σπορά σε σχέση με την όψιμη. Αυτό οφειλόταν κυρίως στις υψηλές θερμοκρασίες (>30 o C για αρκετές ημέρες) που επικράτησαν κατά την άνθηση στην όψιμη σπορά, οι οποίες μείωσαν την καρπόδεση, περιορίζοντας τον αριθμό των λοβών και τον αριθμό των σπόρων ανά φυτό και συμβάλλοντας στην μικρότερη απόδοση σε σχέση με την πρώιμη σπορά (Σχήμα 2). Είναι γνωστό ότι η θερμοκρασία είναι από τους σπουδαιότερους παράγοντες του περιβάλλοντος που επηρεάζουν την αύξηση και ανάπτυξη του ρεβιθιού. Σε πειράματα κάτω από ελεγχόμενες συνθήκες βρέθηκε ότι τόσο οι υψηλές (35/16 o C) όσο και οι μέτριες (28/16 o C) θερμοκρασίες κατά τη διάρκεια της αναπαραγωγικής ανάπτυξης του φυτού μείωσαν σημαντικά τον αριθμό των σπόρων και των λοβών ανά φυτό σε σχέση με τον μάρτυρα που αναπτύχθηκε σε θερμοκρασία 20/16 o C 145

146 Συσσώρευση P (kg/στρ.) Συσσώρευση K (kg/στρ.) Ξηρά ουσία (kg/στρ.) Συσσώρευση N (kg/στρ.) (Wang κ. ά. 2006). Στην παρούσα εργασία, η μετακίνηση της σποράς από τον Μάρτιο στον Απρίλιο μείωσε την μέση απόδοση σε σπόρο κατά 33% (184 έναντι 123 kg/στρ.). Οι ποικιλίες διέφεραν ως προς την αντίδρασή τους στην ημερομηνία σποράς. Η μείωση της απόδοσης στην όψιμη σπορά σε σχέση με την πρώιμη ήταν μικρότερη στην ποικιλία Σέριφος (27%) και μεγαλύτερη στην ποικιλία Κάσσος (42%) Π Ο Ημέρες μετά το φύτρωμα Σχήμα 1. Συσσώρευση ξηράς ουσίας, Ν, Ρ και Κ στα φυτά ρεβιθιού σε διάφορα στάδια ανάπτυξης όπως επηρεάσθηκε από την ημερομηνία σποράς (Π=πρώιμη, Ο=όψιμη). Οι τιμές είναι μέσοι όροι τεσσάρων ποικιλιών. Οι κάθετοι ράβδοι δείχνουν το τυπικό σφάλμα του μέσου όρου. Η συσσώρευση Ν, Ρ και Κ από τα φυτά ακολούθησε πορεία ανάλογη με εκείνη της ξηράς ουσίας (Σχήμα 1). Η συσσώρευση και των τριών στοιχείων στο υπέργειο τμήμα των φυτών ήταν μεγαλύτερη στα πρώτα στάδια ανάπτυξης στην όψιμη σπορά, ενώ το αντίθετο παρατηρήθηκε στα μεταγενέστερα στάδια ανάπτυξης. Το ολικό Ν των φυτών στην έναρξη γεμίσματος των σπόρων συσχετίσθηκε σημαντικά με την συγκέντρωση Ν στους σπόρους στην ωρίμανση (r = 0,976, P<0,01). Η συσχέτιση αυτή υποδηλώνει πιθανή ανακατανομή του αζώτου από τα βλαστικά τμήματα στους σπόρους κατά τη διάρκεια γεμίσματος των σπόρων. Σε προηγούμενη έρευνα που διεξήχθη στην ίδια περιοχή υπολογίσθηκε ότι η ανακατανομή του Ν κυμάνθηκε από 7 έως 16,6 kg N/στρ., ανάλογα με την ποικιλία και τις καιρικές συνθήκες (Koutroubas κ.ά. 2009). Κατά το γέμισμα των σπόρων παρατηρήθηκαν απώλειες Ν από το υπέργειο τμήμα των φυτών μόνο στην όψιμη σπορά και συνδέονταν με την μικρή απόδοση και τις χαμηλές απαιτήσεις των σπόρων σε Ν. 146

147 Απόδοση (kg/στρ.) 300 Π Ο a b a b a b a b 0 Zehavit-27 Άνδρος Κάσσος Σέριφος Σχήμα 2. Απόδοση τεσσάρων ποικιλιών ρεβιθιού όπως επηρεάσθηκε από την ημερομηνία σποράς (Π=πρώιμη, Ο=όψιμη). Για κάθε ποικιλία, στήλες με το ίδιο γράμμα δεν διαφέρουν σημαντικά για πιθανότητα Ρ=0,05. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η πρώιμη ανοιξιάτικη σπορά υπερτερεί σε απόδοση σε σχέση με την όψιμη έως 42%, ανάλογα με την ποικιλία. Στην πρώιμη σπορά τα φυτά συσσώρευσαν περισσότερη ξηρά ουσία, Ν, Ρ και Κ σε σχέση με την όψιμη σπορά. Απώλειες Ν από το υπέργειο τμήμα των φυτών παρατηρήθηκαν μόνο στην όψιμη σπορά. Βιβλιογραφία Iliadis, C Evaluation of six chickpea varieties for seed yield under autumn and spring sowing. Journal of Agricultural Science (Cambridge) 137: Koutroubas, S.D., M. Papageorgiou, and S. Fotiadis Growth and nitrogen dynamics of spring chickpea genotypes in a Mediterranean-type climate. Journal of Agricultural Science (Cambridge) 147: López-Bellido, F.J., R.J. López-Bellido, S.K. Khalil, and L. López-Bellido Effect of planting date on winter kabuli chickpea growth and yield under rainfed Mediterranean conditions. Agronomy Journal 100: Sarno, R., L. Stringi, G. Amato, and M. Crivello Effects of sowing time on yield and its components in some chickpea genotypes. ENED La Coltura Del Cece in Italia, Singh, K.B., R.S. Malhotra, M.C. Saxema, and G. Bejiga Superiority of winter sowing over traditional spring sowing of chickpea in the Mediterranean region. Agronomy Journal 89: Wang, J., Y.T. Gan, F. Clarke, and C.L. Mc Donald Response of chickpea yield to high temperature stress during reproductive development. Crop Science 46: Yau, S.K Optimal sowing time and seeding rate for winter-sown, rainfed chickpea in a cool semi-arid Mediterranean area. Australian Journal of Agricultural Research 56:

148 INFLUENCE OF SOWING DATE ON SEED YIELD AND QUALITY OF CHICKPEA VARIETIES Sideris Fotiadis, Spyridon D. Koutroubas Democritus University of Thrace, School of Agricultural Development, Orestiada Abstract The choice of the appropriate sowing date is an important factor for a successful chickpea crop. The purpose of this study was to investigate the effect of sowing date on seed yield and quality of chickpea varieties with different agronomic traits. The experiment was conducted at the farm of Democritus University of Thrace in Orestiada. Four chickpea varieties (Zehavit-27, Andros, Kassos and Serifos) were grown in two sowing dates (13 March-early and 9 April-late). The experimental design was a split plot with 4 replications. Sowing date was used as main plots and cultivars as subplots. Plant samples were taken from each plot at all plant growth stages. Dry matter accumulation, N, P and K concentration, seed yield and yield components were determined. The sowing date affected the timing of the development of the various plant growth stages and the effect was similar for all varieties. The cropping cycle duration was on average higher in early sowing (114 days) than that observed in late sowing (102 days), mainly due to delayed seed germination. In early sowing, plants accumulated more dry matter at maturity due to the better fruitsetting, as shown by the greater number of pods and seeds per plant compared with late sowing. The shift of sowing from March to April reduced the average grain yield by 33% (1840 vs 1230 kg/ha). This decrease varied among varieties and ranged from 27% (Serifos) to 42% (Kassos). The accumulation of N, P and K by plants followed a trend similar to that of dry matter accumulation. The total plant N at the beginning of seed filling was significantly correlated with the seed N concentration at maturity (r = 0,976, P <0.01). N losses from the plant foliage during the seed filling period were observed in late sowing, and these losses were associated with the low seed yield and seed N requirements. 148

149 ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΥΚΛΟΥ ΖΩΗΣ ΓΙΑ ΤΗΝ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΑΕΙΦΟΡΙΚΗΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΒΙΟΑΙΘΑΝΟΛΗΣ ΑΠΟ ΓΛΥΚΟ ΣΌΡΓΟ Χ.Ε. Βλάχος 1, Ν. Μαριόλης 1, Ν. Κορρές 2 και Γ. Ν. Σκαράκης 1 1 Εργαστήριο Βελτίωσης Φυτών και Γεωργικού Πειραματισμού, Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Αθηνών 2 Biofuels Research Group, Environment Research Institute, University College Cork, Ireland Περίληψη Με δεδομένη την υποχρέωση της Ελλάδας να καλύψει το 10% των καυσίμων κίνησης με βιοκαύσιμα μέχρι το 2020, παρουσιάζεται η ανάγκη παραγωγής σημαντικών ποσοτήτων βιοαιθανόλης. Το γλυκό σόργο αποτελεί μία καταρχήν καλή πρώτη ύλη για την παραγωγή βιοαιθανόλης λαμβάνοντας υπ όψιν τα μέχρι τώρα αποτελέσματα από πειράματα που έχουν διεξαχθεί σε διάφορες περιοχές της χώρας. Στο πλαίσιο αυτό και ως μέρος της προσπάθειας δημιουργίας καταλλήλων ποικιλιών από το Γ.Π.Α. εκτός από την παραγωγικότητα συγκεκριμένων ποικιλιών και υβριδίων, έγινε ανάλυση του κύκλου ζωής (ΑΚΖ) της καλλιέργειας από τη σπορά έως και τη συγκομιδή (from cradle to farm gate) που είναι απαραίτητη για τον προσδιορισμό του ενεργειακού ισοζυγίου, και της επιτυγχανόμενης μείωσης αερίων θερμοκηπίου, ώστε σε συνδυασμό με αντίστοιχη ΑΚΖ από την μονάδα παραγωγής βιοαιθανόλης έως την τελική της χρήση (from farm gate to fuel tank) να εξαχθούν συμπεράσματα για την ικανοποίηση των υποχρεωτικών κριτηρίων αειφορίας που θα πρέπει να χαρακτηρίζουν το βιοκαύσιμο. Στην εργασία αυτή παρουσιάζονται τα σχετικά αποτελέσματα του διατοπικού και διαχρονικού πειραματισμού με 7 ποικιλίες- υβρίδια. Εισαγωγή Το γλυκό σόργο (Sorghum bicolor L. Moench) αποτελεί C4 μονοετές φυτό και ανήκει στην οικογένεια Poaceae. Χαρακτηρίζεται από μεγάλη φωτοσυνθετική ικανότητα και υψηλή απόδοση σε βιομάζα, ενώ σε υψηλά επίπεδα κυμαίνεται και η περιεκτικότητα των στελεχών σε διαλυτά ζάχαρα και κυτταρίνες. Είναι ανθεκτικό σε συνθήκες μειωμένης διαθέσιμης υγρασίας και υψηλών θερμοκρασιών, ενώ ευδοκιμεί σε πληθώρα εδαφών και περιβαλλόντων. Ο βιολογικός του κύκλος κυμαίνεται από 130 έως 160 ημέρες, και λόγω αυτού του χαρακτηριστικού είναι εφικτές, η ενσωμάτωση του σε συστήματα αμειψισποράς, και η εγκατάσταση του ως επίσπορη καλλιέργεια. Η τεχνική καλλιέργειας είναι παρόμοια με αυτή του αραβοσίτου, ενώ οι διαφορές έγκεινται στις μειωμένες εισροές κατά 25-30% και 30-35% σε ότι αφορά την άρδευση και τη λίπανση αντίστοιχα. Έτσι αποτελεί ιδανικό φυτό για αντικατάσταση του αραβοσίτου σε περιοχές με μειωμένη αρδευτική δυνατότητα. Ο τεχνολογικός εξοπλισμός και η τεχνογνωσία που απαιτεί η καλλιέργεια, είναι διαθέσιμες από τους Έλληνες παραγωγούς λόγω των ομοιοτήτων με τον αραβόσιτο και την εκτεταμένη καλλιέργεια του δεύτερου. Η αυξημένη περιεκτικότητα των στελεχών σε ζάχαρα και η υψηλή απόδοση σε βιομάζα καθιστούν το γλυκό σόργο ως μία καταρχήν καλή πρώτη ύλη για παραγωγή βιοαιθανόλης πρώτης γενιάς (με τις κλασικές διαδικασίες ζύμωσης) και δεύτερης γενιάς (αξιοποίηση ολόκληρου του φυτού- βιοδιϋλιστήριο). Η αποδοτικότητα του σε χλωρή βιομάζα κυμαίνεται από 7 έως 12 τόνους, ενώ η μέση απόδοση σε ζάχαρη ανέρχεται στα κιλά ανά στρέμμα. Σε γενικές γραμμές αποτελεί το αποδοτικότερο φυτό με προορισμό τη βιοαιθανόλη (Kim and Day, 2010) με μέση εκτιμώμενη απόδοση 1 ης και 2 ης γενιάς βιοαιθανόλης τα και λίτρα ανά στρέμμα αντίστοιχα (Σκαράκης κ.α. 2008). Για να υπολογισθούν οι εκπομπές CO 2 και η κατανάλωση ενέργειας που προκύπτουν από την καλλιέργεια του σόργου χρησιμοποιήθηκε η ανάλυση κύκλου ζωής (ΑΚΖ). Ως ΑΚΖ ορίζεται το διαγνωστικό εργαλείο που χρησιμοποιείται για τη σύγκριση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων που προκύπτουν κατά την παραγωγή ενός ή περισσότερων 149

150 προϊόντων υπό διαφορετικές συνθήκες παραγωγής, και για τη μελέτη του ενεργειακού ισοζυγίου. Σκοπός της συγκεκριμένης ανάλυσης είναι η εξαγωγή συμπερασμάτων τα οποία μπορεί να χρησιμοποιηθούν: στη μείωση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων στη βελτίωση της ποιότητας των προϊόντων στο σχεδιασμό νέων προϊόντων και παραγωγικών διαδικασιών. Στόχος της παρούσας εργασίας ήταν η εκτίμηση της καταναλωθείσας ενέργειας και οι προκύπτουσες εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα από την καλλιέργεια του γλυκού σόργου στη χώρα μας, ενώ ακολούθησε σύγκριση των παραπάνω παραμέτρων με αντίστοιχα βιβλιογραφικά δεδομένα άλλων χωρών της Ευρωπαϊκής Ένωσης. Τα στάδια που ακολουθούνται για την ΑΚΖ είναι: ο καθορισμός του σκοπού και των στόχων της ανάλυσης ο σχεδιασμός του υπολογιστικού μοντέλου που περιγράφει τον κύκλο ζωής και ο καθορισμός των εισροών- εκροών (συλλογή- αξιολόγηση απαιτούμενων δεδομένων) ο προσδιορισμός των αντίστοιχων περιβαλλοντικών επιδράσεων για κάθε εισροή- εκροή και η εισαγωγή των στοιχείων στο υπολογιστικό μοντέλο ώστε να εξαχθούν και να αξιολογηθούν τα αποτελέσματα. Υλικά & Μέθοδοι Εφαρμογή της ΑΚΖ Οι υποθέσεις κατά την επιτέλεση της ΑΚΖ είναι απαραίτητες ώστε το σύστημα να έχει ευδιάκριτα όρια και οι επιμέρους υπολογισμοί να είναι ακριβείς. Στην παρούσα εργασία οι υποθέσεις ήταν οι ακόλουθες: Η ανάλυση έγινε από την προετοιμασία της σποροκλίνης μέχρι τη συγκομιδή ( from cradle to farm gate ) Ακολουθήθηκε η σχετική οδηγία 2009/28/ΕΕ Δε χρησιμοποιήθηκε κανένα σύστημα αναφοράς Ως τελικό προϊόν ορίσθηκε η πρώτη ύλη, ανεξάρτητα από την χρήση της για παραγωγή βιοαιθανόλης 1 ης ή 2 ης γενιάς Κατά την άρδευση καταναλώθηκε ηλεκτρικό ρεύμα Η καλλιέργεια εγκαθίσταται μία φορά ανά καλλιεργητική περίοδο Η αντιμετώπιση των ζιζανίων έγινε αποκλειστικά με μηχανικά μέσα Ενώ τέλος δε λήφθηκαν υπ όψιν: Η επεξεργασία των στελεχών Η αξιοποίηση των παραπροϊόντων και των υπολειμμάτων της καλλιέργειας Η μεταφορά των αναλώσιμων εισροών στον αγρό Οι εκπομπές Ν 2 Ο Για τον υπολογισμό του ισοζυγίου ενέργειας απαραίτητο μέγεθος αποτελεί η συνολικά καταναλωθείσα ενέργεια (FE), η οποία αποτελεί συνάρτηση της άμεσα (FE dir ) και έμμεσα (FE ind ) καταναλισκόμενης ενέργειας. Η άμεσα καταναλισκόμενη ενέργεια (FE dir ) είναι η ενέργεια (MJ/ στρέμμα) που καταναλώνεται κατά την επιτέλεση των εργασιών στον αγρό και υπολογίζεται ως εξής: FE dir =SUM (Fci x fc)/ Oci Όπου Fci: Κατανάλωση καυσίμου για i εφαρμογή (λίτρα/ ώρα) Fc: Ενέργεια μονάδας καυσίμου (π.χ. 36 MJ/ λίτρο για το diesel) Oci: Αποδοτικότητα ανά ώρα (στρέμματα/ ώρα) 150

151 Η έμμεσα καταναλισκόμενη ενέργεια (FE ind ) είναι η ενέργεια (MJ/ στρέμμα) που καταναλώνεται κατά την παραγωγή των αγροτικών εισροών στα κέντρα παραγωγής τους, και υπολογίζεται ως εξής: FE ind = Q x Te prod Όπου Q: Εφαρμοζόμενη ποσότητα/ στρέμμα (kg/ στρ.) TE prod : Καταναλωθείσα ενέργεια/ κιλό παραγόμενου προϊόντος (MJ/ kg) Στη συνέχεια για τον υπολογισμό των συνολικών εκπομπών CO 2 (kg CO 2 e ha -1 yr -1 ) λήφθηκαν υπόψη οι εκπομπές τόσο από άμεση (GHG em.dir.) όσο και από έμμεση (GHG em.ind. ) κατανάλωση ενέργειας, μεγέθη τα οποία υπολογίσθηκαν ως εξής: GHG em. = FE x Όπου FE dir : Συνολική άμεσα καταναλωθείσα ενέργεια (MJ/ στρέμμα) 0,0888: Εκπομπές CO 2 ενός λίτρου diesel (kg CO 2 e MJ -1 ) και GHG em. Ind.= FE ind x E fc Όπου FE ind : Συνολική έμμεσα καταναλωθείσα ενέργεια (MJ/ στρέμμα) E fc : Παράγοντας εκπομπών (kg Co 2 / MJ) Εφαρμοζόμενες εισροές- Χαρακτηριστικά χρησιμοποιούμενου εξοπλισμού Η εφαρμοζόμενη ποσότητα σπόρου σποράς ανήλθε στα 900 γραμ./ στρέμμα ενώ οι μονάδες λιπάνσεως για τα τρία βασικά ανόργανα στοιχεία άζωτο(ν) φώσφορο (Ρ) και κάλιο (Κ), ανήλθαν σε 11,9 2,4 και 1,08 μον/ στρέμμα αντίστοιχα. Για τον υπολογισμό της κατανάλωσης του ορυκτού πετρελαίου (diesel) χρησιμοποιήθηκαν δεδομένα που αντιστοιχούν στην κατανάλωση ενός ελκυστήρα μέσης ιπποδύναμης (περίπου 90 ίππων), ενώ για τον υπολογισμό της κατανάλωσης ηλεκτρικού ρεύματος κατά την άρδευση χρησιμοποιήθηκαν δεδομένα κατανάλωσης για αντλία ιπποδύναμης 40 ίππων. Αποτελέσματα Για την επιμέρους λεπτομερειακή ανάλυση των εργασιών που επιτελέσθηκαν στον αγρό, δημιουργήθηκε ένας πίνακας ροής. Στον Πίνακα 1 κατεγράφησαν οι επιτελεσθείσες εργασίες κατά τη διάρκεια της καλλιεργητικής περιόδου και τα αντίστοιχα χαρακτηριστικά που τις συνοδεύουν (Buratti and Fantozzi 2010, Grassi and Vivarrelli, 2001, Korres et al. 2010). Ο συγκεκριμένος πίνακας αποτέλεσε τη βάση για τον περαιτέρω υπολογισμό της ενεργειακής κατανάλωσης και των εκπομπών CO

152 Πίνακας 1. Διάγραμμα ροής της ανάλυσης κύκλου ζωής Στάδιο Εργασία Τύπος ενέργειας που καταναλώνεται ανά εργασία Παραγωγή προϊόντος Ενεργειακή κατανάλωση Ετήσια συχνότητα εργασιών Παραγόμενο προϊόν Άροση Diesel Άμεση 1 Πρώτη ύλη Σβάρνισμα Diesel Άμεση 1 Ισοπέδωση Diesel Άμεση 1 Λίπανση Σπορά Παραγωγή λιπάσματος/ Diesel Παραγωγή πολλ/κού υλικού/ Diesel Έμμεση/ Άμεση Έμμεση/ Άμεση Μηχ/κή Diesel Άμεση 2 Ζιζ/νία Άρδευση Ηλεκτρ. ρεύμα Άμεση 4 Συγκομιδή Diesel Άμεση 1 Κατόπιν εφαρμογής των τύπων, υπολογίσθηκαν τα προαναφερθέντα στα υλικά και μέθοδοι μεγέθη. Η άμεσα καταναλωθείσα ενέργεια (FE) ανήλθε σε 825,187 MJ/ στρέμμα ενώ η έμμεσα καταναλωθείσα ενέργεια σε 834,2 MJ/ στρέμμα (Διάγρ. 1). -/ 1 -/ 1 Διάγραμμα 1. Άμεσα και έμμεσα καναλωθείσα ενέργεια H άροση, οι αρδεύσεις και η συγκομιδή αποδείχτηκαν ως οι πλέον ενεργοβόρες εργασίες, καταλαμβάνοντας το μεγαλύτερο μέρος της άμεσα καταναλωθείσας ενέργειας (Διάγρ. 2). Διάγραμμα 2. Επιμερισμός της καταναλισκόμενης άμεσης ενέργειας 152

153 Οι εκπομπές CO 2 που προήλθαν από άμεση κατανάλωση ενέργειας ανήλθαν σε 70,15 kg CO 2 / στρέμμα ενώ οι αντίστοιχες εκπομπές από έμμεση κατανάλωση ενέργειας σε 112,12 kg/ στρέμμα (Διάγρ. 3). Διάγραμμα 3. Εμπεμπόμενο CO 2 από άμεσα και έμμεσα καταναλωθείσα ενέργεια Η άροση οι αρδεύσεις και η συγκομιδή αποτέλεσαν τις εργασίες με τις πλέον αυξημένες εκπομπές CO 2 (Διάγρ. 4). Διάγραμμα 4. Επιμερισμός του εκπεμπέμενου CO 2 Συζήτηση Η συνολικά καταναλωθείσα ενέργεια ανήλθε σε 1659,392 MJ/ στρέμμα, και κρίνεται ικανοποιητική, βάσει του εύρους τιμών που αναφέρεται σε παλιότερη έρευνα (Venturi P. & Venturi G. 2003) η οποία ορίζει ως χαμηλές και φυσιολογικές ενεργειακές εισροές τα 1380 και 1910 MJ/ στρέμμα αντίστοιχα. Οι συνολικά εκπεμπόμενες ποσότητες CO 2 (112,12 kg/ στρέμμα) κυμαίνονται σε λογικά πλαίσια με περαιτέρω δυνατότητα μείωσης αυτών, μέσω της δυνατότητας μείωσης των αρδεύσεων, και του περαιτέρω εξορθολογισμού της καλλιεργητικής τεχνικής η οποία δεν έχει προσαρμοσθεί απόλυτα στις ελληνικές συνθήκες, λόγω των περιορισμένων εκτάσεων στις οποίες καλλιεργείται το γλυκό σόργο. Ιδιαίτερη σημασία πρέπει να δοθεί στην άροση, τις αρδεύσεις και τη συγκομιδή, καθώς οι συγκεκριμένες εργασίες παρουσιάζουν το υψηλότερο ενεργειακό κόστος και ταυτόχρονα τις υψηλότερες εκπομπές αερίων θερμοκηπίου. Πιθανή μείωση των ενεργειακών εισροών σε οποιαδήποτε από τις τρεις εργασίες θα επηρέαζε σημαντικά το συνολικό ισοζύγιο ενέργειας με πολύτιμη εξοικονόμηση ενέργειας και ταυτόχρονη μείωση των εκπομπών CO 2. Η επιμέρους λεπτομερειακή ανάλυση της παραγωγικής διαδικασίας μέσω της ΑΚΖ επιτρέπει τόσο τη βελτιστοποίηση της καλλιεργητικής τεχνικής όσο και τη δημιουργία κατάλληλων ποικιλιών για το εκάστοτε περιβάλλον. 153